访问者模式：将算法与对象结构分离的设计模式

news2025/1/19 20:35:33

在软件开发中，我们常常需要对对象结构中的各个元素进行不同的操作。比如在编译器中，我们可能需要对抽象语法树（AST）的各个节点进行语法检查、代码生成、优化等操作。如果将这些操作直接嵌入到节点类中，会导致类的职责过多，难以维护。访问者模式通过将操作封装到访问者对象中，使得我们可以在不改变节点类的情况下添加新的操作，从而提高系统的灵活性和可扩展性。

访问者模式是一种行为设计模式，它能将算法与对象结构分离，使得你可以在不改变对象结构的情况下定义新的操作。

一，访问者模式的结构

访问者模式主要包含以下几个角色：

Visitor（访问者）：为对象结构中的每一个具体元素类声明一个访问操作。
ConcreteVisitor（具体访问者）：实现每个由 Visitor 声明的操作。
Element（元素）：定义一个接受访问操作（accept）的接口。
ConcreteElement（具体元素）：实现接受操作，通常是调用访问者的相应方法。
ObjectStructure（对象结构）：能枚举它的元素，可以提供一个高层的接口以允许访问者访问它的元素。

uml类图：
在这里插入图片描述

二，访问者模式的实现

下面是一个简单的访问者模式的实现示例：

// 访问者接口
interface Visitor {
    void visit(ElementA elementA);
    void visit(ElementB elementB);
}

// 具体访问者
class ConcreteVisitor implements Visitor {
    public void visit(ElementA elementA) {
        System.out.println("访问 ElementA");
    }

    public void visit(ElementB elementB) {
        System.out.println("访问 ElementB");
    }
}

// 元素接口
interface Element {
    void accept(Visitor visitor);
}

// 具体元素A
class ElementA implements Element {
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

// 具体元素B
class ElementB implements Element {
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

// 对象结构
class ObjectStructure {
    private List<Element> elements = new ArrayList<>();

    public void addElement(Element element) {
        elements.add(element);
    }

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

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();
        objectStructure.addElement(new ElementA());
        objectStructure.addElement(new ElementB());

        Visitor visitor = new ConcreteVisitor();
        objectStructure.accept(visitor);
    }
}