訪(fǎng)問(wèn)者模式：對(duì)象結(jié)構(gòu)的元素處理
什么是訪(fǎng)問(wèn)者模式？
訪(fǎng)問(wèn)者模式是一種將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)操作分離的設(shè)計(jì)模式。在訪(fǎng)問(wèn)者模式中，我們定義了一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者（Visitor）類(lèi)，該類(lèi)包含一組訪(fǎng)問(wèn)方法，每個(gè)方法用于處理不同類(lèi)型的元素。然后，我們可以為不同類(lèi)型的元素定義一個(gè)元素類(lèi)，并將這些元素傳遞給訪(fǎng)問(wèn)者進(jìn)行處理。
訪(fǎng)問(wèn)者模式的核心思想是在不修改元素類(lèi)的情況下，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)者來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)元素的操作。這種模式通常用于處理復(fù)雜對(duì)象結(jié)構(gòu)，其中包含多種類(lèi)型的元素，以及需要執(zhí)行不同操作的需求。
訪(fǎng)問(wèn)者模式的角色
訪(fǎng)問(wèn)者模式涉及以下幾個(gè)角色：
- 訪(fǎng)問(wèn)者（Visitor）：訪(fǎng)問(wèn)者是一個(gè)接口或抽象類(lèi)，它定義了一組訪(fǎng)問(wèn)方法，每個(gè)方法用于處理不同類(lèi)型的元素。
- 具體訪(fǎng)問(wèn)者（Concrete Visitor）：具體訪(fǎng)問(wèn)者是實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)者接口的具體類(lèi)，它實(shí)現(xiàn)了訪(fǎng)問(wèn)方法，用于對(duì)元素進(jìn)行具體的處理。
- 元素（Element）：元素是一個(gè)接口或抽象類(lèi)，它定義了一個(gè)接受（Accept）方法，該方法接受一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者作為參數(shù)，以便訪(fǎng)問(wèn)者可以對(duì)該元素進(jìn)行操作。
- 具體元素（Concrete Element）：具體元素是實(shí)現(xiàn)元素接口的具體類(lèi)，它實(shí)現(xiàn)了接受方法，并將自身作為參數(shù)傳遞給訪(fǎng)問(wèn)者。
- 對(duì)象結(jié)構(gòu)（Object Structure）：對(duì)象結(jié)構(gòu)是一個(gè)包含多種類(lèi)型元素的集合，它通常提供了一種方式來(lái)遍歷這些元素，以便訪(fǎng)問(wèn)者可以對(duì)它們進(jìn)行操作。
為什么需要訪(fǎng)問(wèn)者模式？
訪(fǎng)問(wèn)者模式的主要目的是將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)操作分離，使得可以在不修改元素類(lèi)的情況下，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)者來(lái)添加新的操作。這種模式適用于以下情況：
- 元素類(lèi)的穩(wěn)定性高：如果元素類(lèi)的穩(wěn)定性很高，很少需要修改，但需要添加新的操作，那么使用訪(fǎng)問(wèn)者模式可以避免修改元素類(lèi)。
- 多種操作與元素的組合：如果存在多種不同類(lèi)型的操作需要與多種不同類(lèi)型的元素組合，訪(fǎng)問(wèn)者模式可以簡(jiǎn)化操作的管理。
- 封裝性要求高：訪(fǎng)問(wèn)者模式可以將具體的操作封裝在具體訪(fǎng)問(wèn)者中，使得元素類(lèi)保持封裝性，不暴露細(xì)節(jié)。
訪(fǎng)問(wèn)者模式的實(shí)現(xiàn)
讓我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的示例來(lái)演示訪(fǎng)問(wèn)者模式的實(shí)現(xiàn)。考慮一個(gè)電商平臺(tái)，有不同類(lèi)型的商品，包括書(shū)籍、電子產(chǎn)品和食品。我們希望實(shí)現(xiàn)一個(gè)價(jià)格計(jì)算器，該計(jì)算器可以根據(jù)商品的類(lèi)型和折扣策略計(jì)算最終價(jià)格。
// 訪(fǎng)問(wèn)者接口
interface Visitor {
void visit(Book book);
void visit(ElectronicProduct electronicProduct);
void visit(Food food);
}
// 具體訪(fǎng)問(wèn)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);
}
// 具體元素
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);
}
}
// 對(duì)象結(jié)構(gòu)
class ShoppingCart {
private List<Element> 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);
}
}在這個(gè)示例中，我們定義了訪(fǎng)問(wèn)者接口 Visitor，并實(shí)現(xiàn)了具體訪(fǎng)問(wèn)者 PriceCalculator。元素接口 Element 定義了 accept 方法，用于接受訪(fǎng)問(wèn)者。每個(gè)具體元素類(lèi)都實(shí)現(xiàn)了 accept 方法，并將自身傳遞給訪(fǎng)問(wèn)者。
對(duì)象結(jié)構(gòu) ShoppingCart 包含了不同類(lèi)型的商品元素，并提供了 accept 方法，用于遍歷元素并調(diào)用訪(fǎng)問(wèn)者的方法。
在示例的 main 方法中，我們創(chuàng)建了一個(gè)購(gòu)物車(chē) cart，并向其中添加了書(shū)籍、電子產(chǎn)品和食品。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè) PriceCalculator 訪(fǎng)問(wèn)者，并將購(gòu)物車(chē)傳遞給它進(jìn)行價(jià)格計(jì)算。
訪(fǎng)問(wèn)者模式的優(yōu)點(diǎn)
訪(fǎng)問(wèn)者模式的優(yōu)點(diǎn)包括：
- 符合開(kāi)閉原則：可以通過(guò)添加新的訪(fǎng)問(wèn)者來(lái)擴(kuò)展操作，而無(wú)需修改元素類(lèi)。
- 將操作與元素分離：訪(fǎng)問(wèn)者模式可以將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)操作分離，使元素類(lèi)保持簡(jiǎn)潔，不包含操作的邏輯。
- 支持多態(tài)行為：訪(fǎng)問(wèn)者模式利用多態(tài)性，使不同類(lèi)型的元素可以有不同的操作，增加了靈活性。
訪(fǎng)問(wèn)者模式的缺點(diǎn)
訪(fǎng)問(wèn)者模式的缺點(diǎn)包括：
- 增加了類(lèi)的數(shù)量：引入訪(fǎng)問(wèn)者模式會(huì)增加訪(fǎng)問(wèn)者和元素類(lèi)的數(shù)量，增加了代碼的復(fù)雜性。
- 不容易理解：訪(fǎng)問(wèn)者模式的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，可能不容易理解和維護(hù)。
適用場(chǎng)景
訪(fǎng)問(wèn)者模式適用于以下情況：
- 當(dāng)需要對(duì)復(fù)雜對(duì)象結(jié)構(gòu)中的元素進(jìn)行不同類(lèi)型的操作，而且這些操作需要保持獨(dú)立時(shí)。
- 當(dāng)元素類(lèi)的穩(wěn)定性高，不經(jīng)常修改，但需要添加新的操作時(shí)。
- 當(dāng)希望在不修改元素類(lèi)的情況下，增加新的操作或訪(fǎng)問(wèn)方式時(shí)。
總結(jié)
訪(fǎng)問(wèn)者模式是一種行為型設(shè)計(jì)模式，它將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)操作分離，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)者來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)元素的操作。這種模式在處理復(fù)雜對(duì)象結(jié)構(gòu)和需要多種操作的情況下非常有用。雖然它增加了類(lèi)的數(shù)量和代碼的復(fù)雜性，但能夠提供靈活性和可擴(kuò)展性，符合開(kāi)閉原則。在實(shí)際項(xiàng)目中，可以根據(jù)具體需求考慮是否使用訪(fǎng)問(wèn)者模式。
