行为型模式-访问者模式

访问者模式是什么

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它通过在不修改已有数据结构的情况下，定义新操作，将操作封装到独立的访问者对象中。访问者模式可以使你在不修改已有代码的情况下，新增新的操作。

在访问者模式中，有两个核心组件：访问者（Visitor）和被访问元素（Element）。访问者定义了对元素的每个部分进行访问的行为，而被访问元素则提供了接收访问者的方法。通过访问者模式，可以将对于不同元素的操作逻辑归纳到不同的访问者中，通过调用元素的接收访问者方法，使得元素可以接受不同的访问者对象进行不同的操作。

使用访问者模式的好处是可以在不修改元素类的情况下新增操作，增加新的访问者只需实现访问者接口即可。同时，访问者模式还可以将相关的操作逻辑封装到访问者对象中，使得代码更加清晰，符合单一职责原则。

然而，访问者模式也有一些缺点。首先，新增一种元素类型时，需要修改所有的访问者类，这违反了开闭原则。其次，访问者模式增加了系统中类的个数，导致系统更加复杂。

访问者模式优缺点

优点：

扩展性强：可以在不修改现有代码的情况下，添加新的操作。
可维护性强：将相关的操作集中在一个访问者中，便于代码的维护和修改。
符合单一职责原则：将操作从数据结构中分离，每个访问者只关注一种操作。
可以对数据结构进行复杂的操作：通过访问者模式，可以实现对数据结构的复杂操作，而不需要在数据结构中添加这些操作的方法。

缺点：

增加新的元素类比较困难：如果需要在数据结构中添加新的元素类，需要修改所有的访问者类。
使数据结构变得复杂：由于访问者模式将相关的操作分离，可能导致数据结构变得复杂，增加了理解和维护的难度。
不适用于数据结构频繁变化的场景：如果数据结构经常发生变化，可能会导致访问者模式的代码难以维护。
违反了封装性原则：访问者模式将操作代码集中在访问者中，破坏了数据结构的封装性。

访问者模式应用场景

对象的结构稳定，但其操作算法经常变化。访问者模式将操作算法从对象结构中分离出来，使得可以灵活地添加、修改或删除操作算法，而无需修改对象结构。
需要对一个对象结构中的多个不同类型的对象进行统一的操作。访问者模式通过定义一个统一的访问者接口，使得可以对对象结构中的不同类型的对象进行统一的访问。
对象结构中的对象类别很少改变，但经常需要在对象结构中添加新的操作。访问者模式通过定义一个统一的访问者接口和多个具体的访问者实现类，可以在不修改对象结构的情况下增加新的操作，符合开闭原则。
对象结构中的对象之间存在复杂的关联关系，需要遍历对象结构执行操作。访问者模式将对象结构的遍历操作交给访问者来实现，使得可以通过访问者来控制遍历的顺序，从而简化对象结构的遍历操作。

代码示例

访问者模式是一种行为型设计模式，它允许在不修改已有代码的情况下向现有对象结构添加新的操作。访问者模式将算法与它们的对象结构分离开来。

首先，我们定义一个访问者接口 Visitor，它定义了访问每个元素的方法：

public interface Visitor {void visit(ElementA elementA);void visit(ElementB elementB);
}

然后，我们定义两个具体的元素类 ElementA 和 ElementB，它们都实现了一个 accept 方法来接受访问者的访问：

public interface Element {void accept(Visitor visitor);
}public class ElementA implements Element {@Overridepublic void accept(Visitor visitor) {visitor.visit(this);}public String operationA() {return "ElementA";}
}public class ElementB implements Element {@Overridepublic void accept(Visitor visitor) {visitor.visit(this);}public String operationB() {return "ElementB";}
}

接下来，我们定义一个具体的访问者类 ConcreteVisitor，它实现了 Visitor 接口，并对每个元素执行特定的操作：

public class ConcreteVisitor implements Visitor {@Overridepublic void visit(ElementA elementA) {System.out.println(elementA.operationA());}@Overridepublic void visit(ElementB elementB) {System.out.println(elementB.operationB());}
}

最后，我们定义一个对象结构类 ObjectStructure，它包含了一组元素，可以接受访问者的访问：

public class ObjectStructure {private List<Element> elements = new ArrayList<>();public void add(Element element) {elements.add(element);}public void accept(Visitor visitor) {for (Element element : elements) {element.accept(visitor);}}
}

现在，我们可以使用访问者模式来执行特定的操作，而不需要修改元素类的代码：

public class Main {public static void main(String[] args) {ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();objectStructure.add(new ElementA());objectStructure.add(new ElementB());Visitor visitor = new ConcreteVisitor();objectStructure.accept(visitor);}
}

输出结果：