第二十一章访问者模式

1 访问者模式介绍

2 访问者模式原理

3 访问者模式实现

4 访问者模式总结

1 访问者模式介绍

访问者模式(Visitor Pattern) 的原始定义是：允许在运行时将一个或多个操作应用于一组对象，将操作与对象结构分离

2 访问者模式原理

抽象访问者（Visitor）角色：可以是接口或者抽象类,定义了一系列操作方法,用来处理所有数据元素,通常为同名的访问方法,并以数据元素类作为入参来确定那个重载方法被调用.
具体访问者（ConcreteVisitor）角色：访问者接口的实现类,可以有多个实现,每个访问者都需要实现所有数据元素类型的访问重载方法.
抽象元素（Element）角色：被访问的数据元素接口,定义了一个接受访问者的方法（accept），其意义是指，每一个元素都要可以被访问者访问。
具体元素（ConcreteElement）角色：具体数据元素实现类,提供接受访问方法的具体实现，而这个具体的实现，通常情况下是使用访问者提供的访问该元素类的方法,其accept实现方法中调用访问者并将自己 "this" 传回。
对象结构（Object Structure）角色：包含所有可能被访问的数据对象的容器,可以提供数据对象的迭代功能,可以是任意类型的数据结构.
客户端 ( Client ) : 使用容器并初始化其中各类数据元素,并选择合适的访问者处理容器中的所有数据对象.

3 访问者模式实现

/*** 抽象商品父类* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public abstract class Product {private String name;  //商品名private LocalDate producedDate;  // 生产日期private double price;  //单品价格public Product(String name, LocalDate producedDate, double price) {this.name = name;this.producedDate = producedDate;this.price = price;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public LocalDate getProducedDate() {return producedDate;}public void setProducedDate(LocalDate producedDate) {this.producedDate = producedDate;}public double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;}
}/*** 糖果类* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public class Candy extends Product{public Candy(String name, LocalDate producedDate, double price) {super(name, producedDate, price);}
}/*** 酒水类* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public class Wine extends Product{public Wine(String name, LocalDate producedDate, double price) {super(name, producedDate, price);}
}/*** 水果类* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public class Fruit extends Product{//重量private float weight;public Fruit(String name, LocalDate producedDate, double price, float weight) {super(name, producedDate, price);this.weight = weight;}public float getWeight() {return weight;}public void setWeight(float weight) {this.weight = weight;}
}

访问者接口

/*** 访问者接口-根据入参不同调用对应的重载方法* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public interface Visitor {public void visit(Candy candy);  //糖果重载方法public void visit(Wine wine);  //酒类重载方法public void visit(Fruit fruit);  //水果重载方法
}

具体访问者

/*** 折扣计价访问者类* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public class DiscountVisitor implements Visitor {private LocalDate billDate;public DiscountVisitor(LocalDate billDate) {this.billDate = billDate;System.out.println("结算日期: " + billDate);}@Overridepublic void visit(Candy candy) {System.out.println("糖果: " + candy.getName());//获取产品生产天数long days = billDate.toEpochDay() - candy.getProducedDate().toEpochDay();if(days > 180){System.out.println("超过半年的糖果,请勿食用!");}else{double rate = 0.9;double discountPrice = candy.getPrice() * rate;System.out.println("糖果打折后的价格"+NumberFormat.getCurrencyInstance().format(discountPrice));}}@Overridepublic void visit(Wine wine) {System.out.println("酒类: " + wine.getName()+",无折扣价格!");System.out.println("原价: "+NumberFormat.getCurrencyInstance().format(wine.getPrice()));}@Overridepublic void visit(Fruit fruit) {System.out.println("水果: " + fruit.getName());//获取产品生产天数long days = billDate.toEpochDay() - fruit.getProducedDate().toEpochDay();double rate = 0;if(days > 7){System.out.println("超过七天的水果,请勿食用!");}else if(days > 3){rate = 0.5;}else{rate = 1;}double discountPrice = fruit.getPrice() * fruit.getWeight() * rate;System.out.println("水果价格: "+NumberFormat.getCurrencyInstance().format(discountPrice));}public static void main(String[] args) {LocalDate billDate = LocalDate.now();Candy candy = new Candy("徐福记",LocalDate.of(2022,10,1),10.0);System.out.println("糖果: " + candy.getName());double rate = 0.0;long days = billDate.toEpochDay() - candy.getProducedDate().toEpochDay();System.out.println(days);if(days > 180){System.out.println("超过半年的糖果,请勿食用!");}else{rate = 0.9;double discountPrice = candy.getPrice() * rate;System.out.println("打折后的价格"+NumberFormat.getCurrencyInstance().format(discountPrice));}}
}

客户端

public class Client {public static void main(String[] args) {//德芙巧克力,生产日期2002-5-1 ,原价 10元Candy candy = new Candy("德芙巧克力",LocalDate.of(2022,5,1),10.0);Visitor visitor = new DiscountVisitor(LocalDate.of(2022,10,11));visitor.visit(candy);}
}

由于访问者的重载方法只能对当个的具体商品进行计价,如果顾客选择了多件商品来结账时,就可能会引起重载方法的派发问题(到底该由谁来计算的问题).

/*** 接待者接口(抽象元素角色)* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public interface Acceptable {//接收所有的Visitor访问者的子类实现类public void accept(Visitor visitor);
}/*** 糖果类* @author spikeCong* @date 2022/10/18**/
public class Candy extends Product implements Acceptable{public Candy(String name, LocalDate producedDate, double price) {super(name, producedDate, price);}@Overridepublic void accept(Visitor visitor) {//accept实现方法中调用访问者并将自己 "this" 传回。this是一个明确的身份,不存在任何泛型visitor.visit(this);}
}//酒水与水果类同样实现Acceptable接口,重写accept方法

测试

public class Client {public static void main(String[] args) {//        //德芙巧克力,生产日期2002-5-1 ,原价 10元Candy candy = new Candy("德芙巧克力",LocalDate.of(2022,5,1),10.0);Visitor visitor = new DiscountVisitor(LocalDate.of(2022,10,11));visitor.visit(candy);//模拟添加多个商品的操作List<Acceptable> products = Arrays.asList(new Candy("金丝猴奶糖",LocalDate.of(2022,6,10),10.00),new Wine("衡水老白干",LocalDate.of(2020,6,10),100.00),new Fruit("草莓",LocalDate.of(2022,10,12),50.00,1));Visitor visitor = new DiscountVisitor(LocalDate.of(2022,10,17));for (Acceptable product : products) {product.accept(visitor);}}
}

4 访问者模式总结

1) 访问者模式优点：

扩展性好

在不修改对象结构中的元素的情况下，为对象结构中的元素添加新的功能。
复用性好

通过访问者来定义整个对象结构通用的功能，从而提高复用程度。
分离无关行为

通过访问者来分离无关的行为，把相关的行为封装在一起，构成一个访问者，这样每一个访问者的功能都比较单一。

2) 访问者模式缺点：

对象结构变化很困难

在访问者模式中，每增加一个新的元素类，都要在每一个具体访问者类中增加相应的具体操作，这违背了“开闭原则”。
违反了依赖倒置原则

访问者模式依赖了具体类，而没有依赖抽象类。

3) 使用场景

当对象的数据结构相对稳定，而操作却经常变化的时候。比如，上面例子中路由器本身的内部构造（也就是数据结构）不会怎么变化，但是在不同操作系统下的操作可能会经常变化，比如，发送数据、接收数据等。
需要将数据结构与不常用的操作进行分离的时候。比如，扫描文件内容这个动作通常不是文件常用的操作，但是对于文件夹和文件来说，和数据结构本身没有太大关系（树形结构的遍历操作），扫描是一个额外的动作，如果给每个文件都添加一个扫描操作会太过于重复，这时采用访问者模式是非常合适的，能够很好分离文件自身的遍历操作和外部的扫描操作。
需要在运行时动态决定使用哪些对象和方法的时候。比如，对于监控系统来说，很多时候需要监控运行时的程序状态，但大多数时候又无法预知对象编译时的状态和参数，这时使用访问者模式就可以动态增加监控行为。