Java訪問者模式實現(xiàn)優(yōu)雅的對象結(jié)構(gòu)處理

更新時間：2023年04月22日 11:20:15 作者：.番茄炒蛋

Java訪問者模式是一種行為型設(shè)計模式，它通過將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作分離，實現(xiàn)對復(fù)雜對象結(jié)構(gòu)的處理。它將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個元素都轉(zhuǎn)換為訪問者能夠識別的形式，從而使得數(shù)據(jù)操作可以在不影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行擴(kuò)展和變化

介紹

Java訪問者模式(Visitor Pattern)是一種行為型設(shè)計模式,它允許將算法與其所操作的對象分離.該模式定義了一個訪問者對象,它可以訪問不同類型的對象并執(zhí)行一些操作,同時也能讓你在不修改現(xiàn)有代碼的情況下,添加新的操作.

再訪問者模式中,有兩個重要的角色:訪問者和元素. 元素是一個對象結(jié)構(gòu)的組成部分.訪問者是一個表示要執(zhí)行的操作的對象.訪問者可以通過元素的接受方法來訪問元素.

Java訪問者模式通常涉及以下5種角色:

抽象訪問者(Visitor):定義了可以訪問每個元素的訪問方法.
具體訪問者(Concrete Visitor):實現(xiàn)了抽象訪問者定義的訪問方法,包含針對不同元素的具體操作.
抽象元素(Element):定義了一個接受訪問者對象的方法,使訪問者可以訪問自己.
具體元素(Concrete Element):實現(xiàn)了抽象元素定義的接受訪問者方法,使訪問者能夠訪問自己.
對象結(jié)構(gòu)(Object Structure):包含元素的集合,可以提供迭代器遍歷元素,并且可以接受訪問者的訪問.

實現(xiàn)

動物園中有不同種類的動物,包括狗,貓和鳥.訪問者模式可以用于統(tǒng)計不同類型的動物的個數(shù),以及不同類型的動物的屬性信息.

抽象元素

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

具體元素

@Data
public class Bird implements Animal{
    private String name;
    private String habitat;
    public Bird(String name, String habitat) {
        this.name = name;
        this.habitat = habitat;
    }
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitor(this);
    }
}
@Data
public class Cat implements Animal{
    private String sound;
    private int age;
    public Cat(String sound, int age) {
        this.sound = sound;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitor(this);
    }
}
@Data
public class Dog implements Animal{
    private String color;
    private int size;
    public Dog(String color, int size) {
        this.color = color;
        this.size = size;
    }
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitor(this);
    }
}

抽象訪問者

public interface Visitor {
    void visitor(Dog dog);
    void visitor(Cat cat);
    void visitor(Bird bird);
}

具體訪問者

public class AnimalCountVisitor implements Visitor{
    private int dogCount;
    private int birdCount;
    private int catCount;
    @Override
    public void visitor(Dog dog) {
        dogCount++;
    }
    @Override
    public void visitor(Cat cat) {
        catCount++;
    }
    @Override
    public void visitor(Bird bird) {
        birdCount++;
    }
    public void printCount(){
        System.out.println("狗的個數(shù):"+dogCount);
        System.out.println("貓的個數(shù):"+catCount);
        System.out.println("鳥的個數(shù):"+birdCount);
    }
}
public class AnimalFeatureVisitor implements Visitor {
    private List<String> features;
    public AnimalFeatureVisitor() {
        features = new ArrayList<>();
    }
    @Override
    public void visitor(Dog dog) {
        features.add("Dog:color=" + dog.getColor() + ",size=" + dog.getSize());
    }
    @Override
    public void visitor(Cat cat) {
        features.add("Car:sound=" + cat.getSound() + ",age=" + cat.getAge());
    }
    @Override
    public void visitor(Bird bird) {
        features.add("Bird:name=" + bird.getName() + ",habitat=" + bird.getHabitat());
    }
    public void printFeatures(){
        features.forEach(System.out::println);
    }
}

測試

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Animal> animals = new ArrayList<>();
        animals.add(new Dog("褐色", 50));
        animals.add(new Dog("白色", 45));
        animals.add(new Cat("喵喵叫", 2));
        animals.add(new Cat("嗚嗚聲", 3));
        animals.add(new Bird("鸚鵡", "森林"));
        animals.add(new Bird("麻雀", "田野"));
        AnimalCountVisitor animalCountVisitor = new AnimalCountVisitor();
        AnimalFeatureVisitor animalFeatureVisitor = new AnimalFeatureVisitor();
        animals.forEach(animal -> {
            animal.accept(animalCountVisitor);
            animal.accept(animalFeatureVisitor);
        });
        animalCountVisitor.printCount();
        animalFeatureVisitor.printFeatures();
    }
}

再這個例子中,我們定義了三種動物類,包括Dog,Cat和Bird,它們都實現(xiàn)了Animal接口,并且是心啊了accept方法,其中傳入了Visitor類型的參數(shù).

接下來,定義了Visitor接口,其中包含了visitor方法,該方法根據(jù)傳入的不同類型的動物進(jìn)行訪問.

再具體的Visitor的實現(xiàn)中,定義了AnimalCountVisitor和AnimalFeatureVisitor兩個訪問者,前者用于統(tǒng)計不同類型的動物的個數(shù),后者用于打印不同類型的動物的屬性.

總結(jié)

優(yōu)點

分離算法與對象:訪問者模式使得算法與對象分離成為可能,因為算法被定義在訪問者中,而對象則在被訪問時向訪問者公開自己的數(shù)據(jù).
擴(kuò)展性好:該模式可以方便地添加新的操作而不會影響現(xiàn)有的對象結(jié)構(gòu),因為訪問者模式將對象結(jié)構(gòu)與操作分離開來.
符合開閉原則:訪問者模式符合開閉原則,因為您可以在不更改現(xiàn)有代碼的情況下添加新的訪問者和新的元素類型.
簡化代碼邏輯:訪問者模式將對象和操作分離開來,簡化了代碼邏輯.