23种设计模式之访问者模式（Visitor Pattern）

news2025/1/11 22:43:54

前言：大家好，我是小威，24届毕业生，在一家满意的公司实习。本篇文章将23种设计模式中的访问者模式，此篇文章为一天学习一个设计模式系列文章，后面会分享其他模式知识。
如果文章有什么需要改进的地方还请大佬不吝赐教👏👏。
小威在此先感谢各位大佬啦~~🤞🤞
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文章目录

访问者模式概念
访问者模式主要角色
访问者优缺点
访问者案例

以下正文开始
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访问者模式概念

访问者模式是一种行为型设计模式，它将算法与其所作用的对象分离开来，使得能够在不改变对象结构的前提下，对对象中的元素进行新的操作。该模式的核心思想是，定义一个访问者对象，并将其传递给需要被访问的对象，在对象接受访问者的访问时，会调用访问者对象中的方法，在该方法中实现对象对于访问者的响应操作。

访问者模式主要角色

访问者模式中的主要角色包括：

抽象访问者（Visitor）：定义了访问者可以访问的元素、如何访问元素的方法，不同的具体访问者可以实现不同的访问方式。

具体访问者（ConcreteVisitor）：实现抽象访问者中定义的方法，对元素进行具体的操作。

抽象元素（Element）：定义了接受访问者访问的方法，不同的具体元素可以实现该方法以不同的方式响应访问者的访问。

具体元素（ConcreteElement）：实现抽象元素中定义的接受访问者访问的方法，并在其中调用访问者的访问方法。

对象结构（Object Structure）：定义了具体元素的集合，并提供了遍历集合中元素的方法。

访问者优缺点

访问者模式的优点包括：

将算法与对象结构分离，可以灵活地添加新的访问者和元素类型。

符合单一职责原则，使得代码更加清晰、易于维护。

访问者模式的缺点包括：

增加新的元素类型会导致访问者的实现类数量增加，系统的复杂度会增加。

具体元素暴露了访问者所需的所有细节，增加了对象间的依赖关系。

访问者案例

假设有一个图形绘制程序，它支持图形对象的添加、删除以及移动等操作。其中包含三种图形对象：圆形、矩形和三角形。

首先需要定义抽象元素接口 Shape，它包含了接受访问者 visit() 方法的定义：

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

每一个具体的图形对象都需要实现该接口，并在其中调用访问者对象中相应的操作方法。例如，圆形类实现如下：

public class Circle implements Shape {
    private int x;
    private int y;
    private int radius;

    public Circle(int x, int y, int radius) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.radius = radius;
    }

    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitCircle(this);
    }

    // ...
}

其中的 accept() 方法中的参数 visitor 是访问者对象，它的 visitCircle() 方法是针对圆形对象的处理方法。

接下来需要定义抽象访问者接口 Visitor，它包含了不同类型的具体元素的访问方法定义：

public interface Visitor {
    void visitCircle(Circle circle);
    void visitRectangle(Rectangle rectangle);
    void visitTriangle(Triangle triangle);
}

定义了抽象元素和抽象访问者后，就可以定义具体的访问者类了。例如，一个画图访问者类，实现了抽象访问者接口中不同元素的操作方法：

public class DrawingVisitor implements Visitor {
    public void visitCircle(Circle circle) {
        // 画圆形
        System.out.println(String.format("Draw Circle, x=%d, y=%d, r=%d", 
                                          circle.getX(), circle.getY(), circle.getRadius()));
    }

    public void visitRectangle(Rectangle rectangle) {
        // 画矩形
        System.out.println(String.format("Draw Rectangle, x=%d, y=%d, w=%d, h=%d", 
                                          rectangle.getX(), rectangle.getY(), rectangle.getWidth(), rectangle.getHeight()));
    }

    public void visitTriangle(Triangle triangle) {
        // 画三角形
        System.out.println(String.format("Draw Triangle, x1=%d, y1=%d, x2=%d, y2=%d, x3=%d, y3=%d", 
                                          triangle.getX1(), triangle.getY1(),
                                          triangle.getX2(), triangle.getY2(),
                                          triangle.getX3(), triangle.getY3()));
    }
}

最后，定义客户端类对图形对象进行访问：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
        shapes.add(new Circle(10, 20, 5));
        shapes.add(new Rectangle(30, 40, 50, 60));
        shapes.add(new Triangle(70, 80, 90, 100, 110, 120));

        Visitor visitor = new DrawingVisitor();
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.accept(visitor);
        }
    }
}