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软件设计模式与体系结构-设计模式-行为型软件设计模式-访问者模式

news 2025/8/25 8:52:53

二、访问者模式

概念

对于系统中的某些对象，它们存储在同一个集合中，具有不同的类型
对于该集合中的对象，可以接受一类被称为访问者的对象来访问
不同的访问者其访问方式有所不同

目的：
封装一些施加于某种数据结构元素之上的操作，一旦这些操作需要修改的话，接受这个操作的数据结构可以保持不变

模式动机：
为不同类型的元素提供多种访问操作方式，且可以在不修改原有系统的情况下增加新的操作方式

在这里插入图片描述

缺点：将所有的税率运算分布到不同的结点类使得系统不容易理解、维护与改变。
如果要增加一个新的功能，则要在很多结点类都写入新的代码，且要重新编译所有的类。
当税率变化时要修改每个结点上的calculateTax()代码。
因此，该设计的可扩展性和可维护性都不好。

解决方案：分离“Tax”类及其“calculateTax()”功能。
将所有结点的税额计算方法都从原来的类中分离出来，放入另外一个独立的类，叫做“TaxCalculation”类，设计图如下。
设计思想：将原来分布于各结点中的计算税额的方法都放在一个TaxCalculation类中。当要计算某个结点的税额时，则调用TaxCalculation中某个相应的方法进行计算。

代码

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，用于在不改变被访问对象的结构的情况下，定义对其元素的新操作。访问者模式将数据结构和对数据的操作分离开来，使得操作可以独立变化而不影响数据结构。

在访问者模式中，有以下几个角色：

访问者（Visitor）：定义了对不同元素的访问操作，每个具体访问者都实现了对应的访问方法，用于处理特定类型的元素。
具体访问者（Concrete Visitor）：实现了访问者定义的访问方法，具体处理不同类型元素的操作。
元素（Element）：定义了接受访问者访问的接口，可以是抽象类或接口。
具体元素（Concrete Element）：实现了元素定义的接口，具体元素可以有不同的类型，每个具体元素都可以接受访问者的访问。
对象结构（Object Structure）：包含元素的集合，可以是一个容器，也可以是一个复杂的数据结构。

下面是一个简单的访问者模式的示例代码，以展示其使用方式和实现原理：

// 定义元素接口
interface Element {void accept(Visitor visitor);
}// 具体元素A
class ConcreteElementA implements Element {public void accept(Visitor visitor) {visitor.visitConcreteElementA(this);}public String operationA() {return "具体元素A的操作";}
}// 具体元素B
class ConcreteElementB implements Element {public void accept(Visitor visitor) {visitor.visitConcreteElementB(this);}public String operationB() {return "具体元素B的操作";}
}// 定义访问者接口
interface Visitor {void visitConcreteElementA(ConcreteElementA element);void visitConcreteElementB(ConcreteElementB element);
}// 具体访问者
class ConcreteVisitor implements Visitor {public void visitConcreteElementA(ConcreteElementA element) {System.out.println("访问者对" + element.operationA() + "的操作");}public void visitConcreteElementB(ConcreteElementB element) {System.out.println("访问者对" + element.operationB() + "的操作");}
}// 对象结构
class ObjectStructure {private List<Element> elements = new ArrayList<>();public void addElement(Element element) {elements.add(element);}public void removeElement(Element element) {elements.remove(element);}public void accept(Visitor visitor) {for (Element element : elements) {element.accept(visitor);}}
}// 示例代码的使用
public class VisitorPatternExample {public static void main(String[] args) {// 创建对象结构ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();// 添加具体元素A和BobjectStructure.addElement(new ConcreteElementA());objectStructure.addElement(new ConcreteElementB());// 创建具体访问者Visitor visitor = new ConcreteVisitor();// 对对象结构中的元素进行访问操作objectStructure.accept(visitor);}
}