visitor

访问者 Visitor

✨模式类型✨✨	✨✨难度✨ ✨	✨✨实用性✨✨	✨✨重要程度✨✨	✨✨经典性✨✨	✨✨历史性✨
行为型模式	★★★ ⬇️	★★★ ⬆️	★★★ ⬆️	💚 ⬆️	💚 ⬆️

概念

在访问者模式(Visitor Pattern)中，使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。

用途

主要将数据结构与数据操作分离，解决稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。

模式架构

访问者模式是一种将数据操作与数据结构分离的设计模式。

参与角色对象

• Visitor：访问者接口或者抽象类，它定义了对每一个元素（Element）访问的行为，它的参数就是可以访问的元素，它的方法个数理论上来讲与元素个数（Element的实现类个数）是一样的。访问者模式要求元素的类族要稳定，如果经常添加、移除元素类，必然会导致频繁地修改Visitor接口，如果这样则不适合使用访问者模式。从这点不难看出，访问者模式要求元素类的个数不能经常改变（就是说，如果元素类的个数经常改变，则说明不适合使用访问者模式）。
• ConcreteVisitor：具体的访问者，它需要给出对每一个元素类访问时所产生的具体行为。
• Element： 元素接口或者抽象类，它定义了一个接受访问者（accept）的方法，其意义是指每一个元素都要可以被访问者访问。
• ConcreteElement：具体的元素类，它提供接受访问方法的具体实现，而这个具体的实现，通常情况下是使用访问者提供的访问该元素类的方法。
• ObjectStructure：定义当中所提到的对象结构，对象结构是一个抽象表述，具体点可以理解为一个具有容器性质或者复合对象特性的类，它会含有一组元素（Element），并且可以迭代这些元素，供访问者访问。

UML关系图

优点与缺点

• 优点

  • 符合单一职责原则。
  • 优秀的扩展性。
  • 灵活性。

• 缺点

  • 具体元素对访问者公布细节，违反了迪米特原则。
  • 具体元素变更比较困难。
  • 违反了依赖倒置原则，依赖了具体类，没有依赖抽象。

代码实现

访问者模式的实现要点如下：

• 定义Visitor访问者接口或者抽象类，在接口中定义好访问对应Element元素接口或者抽象类的方法接口。
• 实现或继承Visitor访问者接口或者抽象类，实现接口中的方法，可以通过接收到的具体Element元素接口或者抽象类完成一部分业务。
• 定义Element角色接口对象，定义一个accept的方法接收Visitor访问者接口。
• 定义具体的Element角色接口实现类，完成accept的方法实现。在具体的Element角色接口实现类中完成通过Visitor调用对应的visitXxx的方法。

示例参考

• 访问者模式

应用场景

访问者模式适用于：

• 数据结构稳定，作用于数据结构的操作经常变化的时候。对象结构中对象对应的类很少改变，但经常需要在此对象结构上定义新的操作。
• 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类。
• 当一个数据结构中，一些元素类需要负责与其不相关的操作的时候，为了将这些操作分离出去，以减少这些元素类的职责时，可以使用访问者模式。
• 有时在对数据结构上的元素进行操作的时候，需要区分具体的类型，这时使用访问者模式可以针对不同的类型，在访问者类中定义不同的操作，从而去除掉类型判断。

应用实例参考

JavaSDK

• Apache Wicket component tree, see MarkupContainer
• javax.lang.model.element.AnnotationValue and AnnotationValueVisitor
• javax.lang.model.element.Element and Element Visitor
• java.nio.file.FileVisitor

GoSDK

PythonSDK

JavaScript Libs

总结

• 在访问者模式中，使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。
• 主要解决：将数据结构与数据操作分离，解决稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。
• 访问者模式的优点有：符合单一职责原则；优秀的扩展性；灵活性。
• 访问者模式适用于：数据结构稳定，作用于数据结构的操作经常变化的时候；需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类；当一个数据结构中，一些元素类需要负责与其不相关的操作的时候，为了将这些操作分离出去，以减少这些元素类的职责时，可以使用访问者模式；有时在对数据结构上的元素进行操作的时候，需要区分具体的类型，这时使用访问者模式可以针对不同的类型，在访问者类中定义不同的操作，从而去除掉类型判断。