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【设计模式-访问者模式】

article 2024/9/30 1:37:34

定义

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，允许你在不修改已有类的情况下向这些类添加新的功能或行为。它通过将操作的执行逻辑从对象的类中分离出来，使得你可以在保持类的封闭性（符合开闭原则）的前提下为不同对象定义新的操作。

UML图

在这里插入图片描述

Visitor（访问者）：定义了针对元素结构中每种类型元素的访问操作，通常通过重载 visit 方法实现。
Element（元素接口或抽象类）：定义了一个 accept(Visitor visitor) 方法，允许访问者访问自己。
ConcreteElement（具体元素）：实现了 Element 接口，并在 accept 方法中调用访问者的对应方法，如 visitor.visit(this)。
ConcreteVisitor（对象结构）：可以是一个包含不同类型元素的集合，它负责遍历元素并对每个元素调用 accept 方法。

优点

开闭原则：可以在不修改现有类的情况下添加新的操作。
单一职责原则：通过将元素的操作行为封装到访问者中，元素类的职责得以简化。
可扩展性强：可以为对象结构中的类定义新的操作，而不改变类的定义。

缺点

破坏封装性：访问者需要了解元素的内部细节，这可能破坏类的封装性。
难以维护：如果元素类频繁变更，则需要更新所有访问者，访问者模式的维护成本可能较高。
双重分派问题：访问者模式的实现涉及双重分派，即通过 accept 方法调用访问者的 visit 方法，这使得结构变得复杂。

代码

// 定义访问者接口
interface Visitor {
    void visit(Book book);
    void visit(Fruit fruit);
}

// 定义元素接口
interface ItemElement {
    void accept(Visitor visitor);
}

// 具体元素类 Book
class Book implements ItemElement {
    private String title;
    private double price;

    public Book(String title, double price) {
        this.title = title;
        this.price = price;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

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

// 具体元素类 Fruit
class Fruit implements ItemElement {
    private String name;
    private double weight;
    private double pricePerKg;

    public Fruit(String name, double weight, double pricePerKg) {
        this.name = name;
        this.weight = weight;
        this.pricePerKg = pricePerKg;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public double getWeight() {
        return weight;
    }

    public double getPricePerKg() {
        return pricePerKg;
    }

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

// 实现具体的访问者
class ShoppingCartVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(Book book) {
        System.out.println("Book: " + book.getTitle() + ", Price: " + book.getPrice());
    }

    @Override
    public void visit(Fruit fruit) {
        double cost = fruit.getWeight() * fruit.getPricePerKg();
        System.out.println("Fruit: " + fruit.getName() + ", Cost: " + cost);
    }
}

// 测试访问者模式
public class VisitorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ItemElement[] items = new ItemElement[] {
            new Book("Design Patterns", 50),
            new Fruit("Apple", 2, 3)
        };

        Visitor visitor = new ShoppingCartVisitor();
        for (ItemElement item : items) {
            item.accept(visitor); // 访问每个元素
        }
    }
}