什么是访问者模式？
访问者模式是一种将数据结构与数据操作分离的设计模式。在访问者模式中，我们定义了一个访问者（Visitor）类，该类包含一组访问方法，每个方法用于处理不同类型的元素。然后，我们可以为不同类型的元素定义一个元素类，并将这些元素传递给访问者进行处理。
访问者模式的核心思想是在不修改元素类的情况下，通过访问者来实现对元素的操作。这种模式通常用于处理复杂对象结构，其中包含多种类型的元素，以及需要执行不同操作的需求。
访问者模式的角色
访问者模式涉及以下几个角色：
为什么需要访问者模式？
访问者模式的主要目的是将数据结构与数据操作分离，使得可以在不修改元素类的情况下，通过访问者来添加新的操作。这种模式适用于以下情况：
访问者模式的实现
让我们通过一个简单的示例来演示访问者模式的实现。考虑一个电商平台，有不同类型的商品，包括书籍、电子产品和食品。我们希望实现一个价格计算器，该计算器可以根据商品的类型和折扣策略计算最终价格。
// 访问者接口
interface Visitor {
void visit(Book book);
void visit(ElectronicProduct electronicProduct);
void visit(Food food);
}
// 具体访问者
class PriceCalculator implements Visitor {
@Override
public void visit(Book book) {
double discount = book.getCategory().equals("Fiction") ? 0.2 : 0.1;
double discountedPrice = book.getPrice() * (1 - discount);
System.out.println("Price of " + book.getName() + ": $" + discountedPrice);
}
@Override
public void visit(ElectronicProduct electronicProduct) {
double discountedPrice = electronicProduct.getPrice() * 0.9;
System.out.println("Price of " + electronicProduct.getName() + ": $" + discountedPrice);
}
@Override
public void visit(Food food) {
double discountedPrice = food.getPrice() * 0.95;
System.out.println("Price of " + food.getName() + ": $" + discountedPrice);
}
}
// 元素接口
interface Element {
void accept(Visitor visitor);
}
// 具体元素
class Book implements Element {
private String name;
private String category;
private double price;
public Book(String name, String category, double price) {
this.name = name;
this.category = category;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getCategory() {
return category;
}
public double getPrice() {
return price;
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
class ElectronicProduct implements Element {
private String name;
private double price;
public ElectronicProduct(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
class Food implements Element {
private String name;
private double price;
public Food(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
// 对象结构
class ShoppingCart {
private List items = new ArrayList();
public void addItem(Element item) {
items.add(item);
}
public void accept(Visitor visitor) {
for (Element item : items) {
item.accept(visitor);
}
}
}
public class VisitorPatternExample {
public static void main(String[] args) {
ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
cart.addItem(new Book("The Great Gatsby", "Fiction", 15.99));
cart.addItem(new ElectronicProduct("Smartphone", 499.99));
cart.addItem(new Food("Chocolate", 4.99));
Visitor priceCalculator = new PriceCalculator();
cart.accept(priceCalculator);
}
}在这个示例中，我们定义了访问者接口 Visitor，并实现了具体访问者 PriceCalculator。元素接口 Element 定义了 accept 方法，用于接受访问者。每个具体元素类都实现了 accept 方法，并将自身传递给访问者。
对象结构 ShoppingCart 包含了不同类型的商品元素，并提供了 accept 方法，用于遍历元素并调用访问者的方法。
在示例的 main 方法中，我们创建了一个购物车 cart，并向其中添加了书籍、电子产品和食品。然后，我们创建了一个 PriceCalculator 访问者，并将购物车传递给它进行价格计算。
访问者模式的优点
访问者模式的优点包括：
- 符合开闭原则：可以通过添加新的访问者来扩展操作，而无需修改元素类。
- 将操作与元素分离：访问者模式可以将数据结构与数据操作分离，使元素类保持简洁，不包含操作的逻辑。
- 支持多态行为：访问者模式利用多态性，使不同类型的元素可以有不同的操作，增加了灵活性。
访问者模式的缺点
访问者模式的缺点包括：
- 增加了类的数量：引入访问者模式会增加访问者和元素类的数量，增加了代码的复杂性。
- 不容易理解：访问者模式的结构相对复杂，可能不容易理解和维护。
适用场景
访问者模式适用于以下情况：
- 当需要对复杂对象结构中的元素进行不同类型的操作，而且这些操作需要保持独立时。
- 当元素类的稳定性高，不经常修改，但需要添加新的操作时。
- 当希望在不修改元素类的情况下，增加新的操作或访问方式时。
总结
访问者模式是一种行为型设计模式，它将数据结构与数据操作分离，通过访问者来实现对元素的操作。这种模式在处理复杂对象结构和需要多种操作的情况下非常有用。虽然它增加了类的数量和代码的复杂性，但能够提供灵活性和可扩展性，符合开闭原则。在实际项目中，可以根据具体需求考虑是否使用访问者模式。
