【重温设计模式】访问者模式及其Java示例

news2024/9/22 1:08:48

访问者模式的基本概念

访问者模式，一种行为型设计模式，其基本定义是：允许一个或者多个操作应用到一组对象上，解耦操作和对象的具体类，使得操作的添加可以独立于对象的类结构变化。在面向对象编程中，访问者模式的重要性不言而喻。它将数据操作和数据结构分离，使得在不改变数据结构的前提下，可以添加新的操作，从而增强了系统的灵活性和可扩展性。

在访问者模式中，数据结构是稳定的，而操作是易变的。这就像一座博物馆，展品（数据结构）是固定的，而参观者（操作）是多变的。

参观者可以根据自己的兴趣和需求，选择不同的参观路径和方式，比如有的人喜欢看古代文物，有的人喜欢看现代艺术，有的人喜欢听讲解，有的人喜欢自己慢慢欣赏。博物馆不需要因为参观者的不同而改变展品的布置，参观者也不需要关心博物馆的内部结构，他们只需要关心自己感兴趣的展品。

public interface Visitor {
    void visit(OneMore oneMore);
}

public class OneMoreMuseum {
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

在这个简单的Java代码示例中，OneMoreMuseum是一个元素类，Visitor是访问者接口，visit方法是访问者对OneMoreMuseum元素的操作。OneMoreMuseum元素类有一个accept方法，接受一个访问者对象，然后调用访问者的visit方法，将自身作为参数传入。这样，访问者就可以对OneMoreMuseum元素进行操作了。

接下来，我们将详细解释访问者模式的组成部分，包括访问者、元素、对象结构和具体元素等。

访问者模式的组成部分

在我们理解了访问者模式的基本概念后，接下来我们来详细解析一下访问者模式的组成部分。访问者模式主要由四个部分组成：访问者（Visitor）、元素（Element）、对象结构（ObjectStructure）和具体元素（ConcreteElement）。

首先，访问者（Visitor）是一个接口，它定义了对每一类元素（Element）的访问操作。它的主要任务就是对传入的元素进行一些特定的操作。这些操作依赖于元素的具体类型，同时也依赖于访问者本身的状态。这样，当访问者的状态改变时，它对元素的访问操作也会随之改变。

public interface Visitor {
    void visit(Element element);
}

其次，元素（Element）也是一个接口，它定义了一个accept方法，用于接受访问者对象。当一个元素接受访问者的访问请求时，它把自身作为参数传给访问者的visit方法，让访问者可以对其进行操作。

public interface Element {
    void accept(Visitor visitor);
}

然后，对象结构（ObjectStructure）是一个包含元素集合的类，它提供了一个方法，可以让访问者访问每一个元素。

public class ObjectStructure {
    private List<Element> elements = new ArrayList<>();

    public void accept(Visitor visitor) {
        for (Element element : elements) {
            element.accept(visitor);
        }
    }
}

最后，具体元素（ConcreteElement）是实现元素接口的类，它实现了accept方法，通常情况下，accept方法都是以如下方式实现的：visitor.visit(this)。也就是让访问者访问自己，实现对自己的访问。

public class OneMoreElement implements Element {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

以上就是访问者模式的主要组成部分。接下来，我们将通过一个具体的Java实例，来进一步深入理解访问者模式的实际应用。

Java中的访问者模式实例

在前面的部分，我们已经介绍了访问者模式的基本概念和组成部分。现在，让我们通过一个Java实例，看看访问者模式在实际应用中的效果。假设我们正在开发一个电子商务项目，我们需要处理多种类型的商品，如书籍、电子设备等。每种商品都有自己的特性，如书籍有作者、出版社、价格等属性，电子设备有品牌、型号、价格等属性。我们需要为这些商品实现一些操作，如打折、免运费等。这就是一个典型的访问者模式的应用场景。

首先，我们定义一个Product接口，代表商品。这个接口有一个accept方法，用来接受访问者的访问。

public interface Product {
    void accept(Visitor visitor);
}

然后，我们定义Book和Electronics类，分别代表书籍和电子设备，它们都实现了Product接口。

public class Book implements Product {
    private String author;
    private String publisher;
    private double price;

    // ...省略其他属性和方法...

    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

public class Electronics implements Product {
    private String brand;
    private String model;
    private double price;

    // ...省略其他属性和方法...

    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

接下来，我们定义一个Visitor接口，代表访问者。这个接口有两个方法，分别用来访问书籍和电子设备。

public interface Visitor {
    void visit(Book book);
    void visit(Electronics electronics);
}

最后，我们定义一个DiscountVisitor类，代表打折的访问者。这个类实现了Visitor接口，实现了对书籍和电子设备打折的操作。

public class DiscountVisitor implements Visitor {
    private static final double BOOK_DISCOUNT = 0.8;
    private static final double ELECTRONICS_DISCOUNT = 0.9;

    @Override
    public void visit(Book book) {
        double newPrice = book.getPrice() * BOOK_DISCOUNT;
        book.setPrice(newPrice);
    }

    @Override
    public void visit(Electronics electronics) {
        double newPrice = electronics.getPrice() * ELECTRONICS_DISCOUNT;
        electronics.setPrice(newPrice);
    }
}