我所知道设计模式之访问者模式

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前言介绍


接下里介绍的是Java 的设计模式之一:访问者模式

我们还是以一个问题进行展开,引入访问者模式

现在有一个歌手表演系统,每当歌手演唱完后,将观众分为男人与女人,得到他们对歌手的表演评价:支持,不支持,待定

那你会怎么制作这个评价系统?

一、使用传统模式解决问题

图片.png

当只有男人、女人的时候,创建一个抽象类,分别实现男人、女人的投票机制

传统方式的问题分析

如果系统比较小,还是 ok 的,但是考虑系统增加越来越多新的功能时,对代码改动较大,违反了 ocp 原则, 不利于维护

扩展性不好,比如 增加了新的人员类型,或者管理方法,都不好做

当添加小孩、老人的投票机制,不好扩展

但添加弃权的投票方式,要修改原来的代码类

这时引出我们会使用新的设计模式 – 访问者模式

二、什么是访问者模式

访问者模式(Visitor Pattern),封装一些作用于某种数据结构的各元素的操作,它可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作

主要将数据结构与数据操作分离,解决数据结构和操作耦合性问题

访问者模式的基本工作原理是:在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口

访问者模式主要应用场景是:需要对一个对象结构中的对象进行很多不同操作(这些操作彼此没有关联),同时需要避免让这些操作"污染"这些对象的类,可以选用访问者模式解决

访问者模式的原理类图

图片.png

Visitor 是抽象访问者,为该对象结构中的 ConcreteElement 的每一个类声明一个 visit 操作

ConcreteVisitor :是一个具体的访问值 实现每个有 Visitor 声明的操作,是每个操作实现的部分.

ObjectStructure 能枚举它的元素,可以提供一个高层的接口,用来允许访问者访问元素

Element 定义一个 accept 方法,接收一个访问者对象

ConcreteElement 为具体元素,实现了 accept 方法

三、使用访问者解决问题

图片.png

根据思路,我们先创建抽票方式的抽象类

abstract class Action {

    //得到男性 的测评
    public abstract void getManResult(Man man);
    //得到女的 测评
    public abstract void getWomanResult(Woman woman);
}

再根据思路创建投票人的抽象类

abstract class Person {

    //提供一个方法,让访问者可以访问
    public abstract void accept(Action action);
}

这时我们根据思路创建支持、不支持等具体投票方式

class Success extends Action {

    @Override
    public void getManResult(Man man) {
        System.out.println(" 男人给予该歌手评价:支持 !");
    }
    @Override
    public void getWomanResult(Woman woman) {
        System.out.println(" 女人给予该歌手评价:支持 !");
    }
}

class Fail extends Action {

    @Override
    public void getManResult(Man man) {
        System.out.println(" 男人给予该歌手评价:不支持 !");
    }
    @Override
    public void getWomanResult(Woman woman) {
        System.out.println(" 女人给予该歌手评价:不支持 !");
    }
}

再根据思路创建具体的投票人,分别为成年男人小明,成人女人小红

class Man extends Person {

    @Override
    public void accept(Action action) {
        action.getManResult(this);
    }
}

class Woman  extends Person {

    @Override
    public void accept(Action action) {
        action.getWomanResult(this);
    }
}

说明

这里我们使用到了双分派, 即首先在客户端程序中,将具体状态作为参数传递 Woman 中(第一次分派)

然后 Woman 类调用作为参数的 "具体方法" 中方法 getResult, 同时将自己(this)作为参数传入,完成第二次的分派

接下来创建ObjectStructure (投票方式 + 投票人)这种数据结构管理

//数据结构,管理很多人(Man , Woman)
class ObjectStructure {

    //维护了一个集合
    private List<Person> persons = new LinkedList<>();

    //增加到 list
    public void attach(Person p) {
        persons.add(p);
    }

    //移除
    public void detach(Person p) {
        persons.remove(p);
    }

    //显示测评情况
    public void display(Action action) {
        for (Person p : persons) {
            p.accept(action);
        }
    }
}

这时我们使用demo 来体会看看访问者模式是怎么解决这个问题的

public static void main(String[] args) {

    //创建投票人
    //创建支持者的ObjectStructure
    ObjectStructure objectSucessStructure = new ObjectStructure();
    objectSucessStructure.attach(new Man());
    objectSucessStructure.attach(new Woman());
    objectSucessStructure.display(new Success());
}

男人给予该歌手评价:支持 !
女人给予该歌手评价:支持 !

四、访问者模式的注意事项和细节

Ø 优点

访问者模式符合单一职责原则、让程序具有优秀的扩展性、灵活性非常高

访问者模式可以对功能进行统一,可以做报表、UI、拦截器与过滤器,适用于数据结构相对稳定的系统

Ø 缺点

具体元素对访问者公布细节,也就是说访问者关注了其他类的内部细节,这是迪米特法则所不建议的, 这样造成了具体元素变更比较困难

违背了依赖倒转原则。访问者依赖的是具体元素,而不是抽象元素

因此,如果一个系统有比较稳定的数据结构,又有经常变化的功能需求,那么访问者模式就是比较合适的

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):访问者模式

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

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