【設計模式】通過一個簡單的案例理解-訪問者模式（Visitor Pattern）

語言: CN / TW / HK
時間 2022-07-30 05:15:11

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攜手創作，共同成長！這是我參與「掘金日新計劃 · 8 月更文挑戰」的第3天，點選檢視活動詳情

場景切入

動物園中有多個場館，比如豹子館，海豚館，大象館等等，有些場館是需要特殊收費的，動物園針對不同型別的遊客有不同的收費方式，比如學生半價。

這個場景下，包括以下要素：動物園，動物園中的各個場館，不同型別的遊客，不同型別的遊客票價不同。

動物園就相當於一個物件結構，該結構包含具體的元素-各個場館，每個場館（元素）都有接待遊客（visitor）的方法（accept）。

這些被處理的 資料元素相對穩定 （動物園中的場館一般比較穩定）而 訪問方式多種多樣 （比如學生散客，學生團體，普通遊客，團體遊客等不同的訪問方式）的資料結構，如果用 訪問者模式 來處理比較方便。

訪問者模式能 把處理方法從資料結構中分離出來 ，並可以根據需要增加新的處理方法，且不用修改原來的程式程式碼與資料結構，這提高了程式的擴充套件性和靈活性。

訪問者模式的結構

通過上面場景的分析，訪問者（ Visitor ）模式實現的關鍵是 如何將作用於元素的操作分離出來封裝成獨立的類 ，其基本結構如下：

  • 抽象的訪問者（Visitor）：訪問具體元素的介面，為每個具體元素類對應一個訪問操作 visitXX() ，其引數為某個具體的元素。
  • 具體的訪問者（ConcreteVisitor）：實現抽象訪問者角色中宣告的各個訪問操作，確定訪問者訪問一個元素時該做什麼。
  • 抽象元素（Element）：宣告一個包含接受操作 accept() 的介面，其引數為訪問者物件（遊客）。
  • 具體元素（ConcreteElement）：實現抽象元素角色提供的 accept() 操作，其方法體通常都是 visitor.visitXX(this) ，另外具體元素中可能還包含本身業務邏輯的相關操作。
  • 物件結構（Object Structure）：一個包含元素角色的容器，提供讓訪問者物件遍歷容器中的所有元素的方法，通常由 List 、 Set 、 Map 等聚合類實現。本例中的 動物園 就可抽象成一個物件結構。

針對設定的動物園場景：

  • 動物園 由多個 場館 組成，是聚合關係；
  • 場館介面 由具體的 獵豹館 、海豚館 等等具體的場館實現；
  • 訪問者 訪問 場館 ，且其由不同的訪問者進行實現；

根據以上資訊，用訪問者模式實現的類圖為：

程式碼實現

前面已經分析出需要抽象出來的類了，我們把它們轉化成程式碼。

物件結構（Object Structure）：

```java //物件結構角色：動物園 class Zoo { //場館集合 private List list = new ArrayList<>();

//接待遊客
public void accept(Visitor visitor) {
    for (ScenerySpot scenerySpot : list) {
        scenerySpot.accept(visitor);
    }
}

public void add(ScenerySpot scenerySpot) {
    list.add(scenerySpot);
}

public void remove(ScenerySpot scenerySpot) {
    list.remove(scenerySpot);
}

} ```

抽象元素和具體元素：

```java //抽象元素：場館景點 interface ScenerySpot { //接待訪問者 void accept(Visitor visitor); //票價（單位是分） Integer ticketRate(); }

//具體元素：豹子館 class LeopardSpot implements ScenerySpot { @Override public void accept(Visitor visitor) { visitor.visitLeopardSpot(this); }

@Override
public Integer ticketRate() {
    //票價15元
    return 1500;
}

}

//具體元素：海豚館 class DolphinSpot implements ScenerySpot { @Override public void accept(Visitor visitor) { visitor.visitDolphinSpot(this); }

@Override
public Integer ticketRate() {
    //票價20元
    return 2000;
}

} ```

抽象訪問者和具體訪問者：

```java //抽象訪問者：遊客 interface Visitor { //參觀獵豹館 void visitLeopardSpot(LeopardSpot leopardSpot); //參觀海豚館 void visitDolphinSpot(DolphinSpot dolphinSpot); }

//具體的訪問者：學生遊客 class StudentVisitor implements Visitor {

@Override
public void visitLeopardSpot(LeopardSpot leopardSpot) {
    //學生票打五折
    int v = (int) (leopardSpot.ticketRate() * 0.5);
    System.out.println("學生遊客遊覽豹子館票價：" + v);
}

@Override
public void visitDolphinSpot(DolphinSpot dolphinSpot) {
    //學生票打五折
    int v = (int) (dolphinSpot.ticketRate() * 0.5);
    System.out.println("學生遊客遊覽海豚館票價：" + v);
}

}

//具體的訪問者：普通遊客 class CommonVisitor implements Visitor {

@Override
public void visitLeopardSpot(LeopardSpot leopardSpot) {
    System.out.println("普通遊客遊覽豹子館票價：" + leopardSpot.ticketRate());
}

@Override
public void visitDolphinSpot(DolphinSpot dolphinSpot) {
    System.out.println("普通遊客遊覽海豚館票價：" + dolphinSpot.ticketRate());
}

} ```

使用：

```java public class VisitorPattern { public static void main(String[] args) { Zoo zoo = new Zoo(); //新增遊覽的場館 zoo.add(new LeopardSpot()); zoo.add(new DolphinSpot()); //還可以新增其他場館

    //動物園接待不同型別的遊客
    //學生遊客
    zoo.accept(new StudentVisitor());
    System.out.println("==========================");
    //普通遊客
    zoo.accept(new CommonVisitor());
    //還可以定義其他型別的遊客，比如公司團體遊客等
}

} ```

執行結果：

學生遊客遊覽豹子館票價：750 學生遊客遊覽海豚館票價：1000 ========================== 普通遊客遊覽豹子館票價：1500 普通遊客遊覽海豚館票價：2000

從程式碼也可以看出來，我們不需要再動 動物園 Zoo 這個結構內部的內容了，需要建造場館實現 ScenerySpot ，或者接待其他型別的遊客實現 Visitor 即可。

應用場景

通常在以下情況可以考慮使用訪問者（Visitor）模式： - 物件結構相對穩定，但其操作演算法經常變化的程式。 - 物件結構中的物件需要提供多種不同且不相關的操作，而且要避免讓這些操作的變化影響物件的結構。 - 物件結構包含很多型別的物件，希望對這些物件實施一些依賴於其具體型別的操作。

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