設計模式--23、訪問者模式

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訪問者模式是一種較為復雜的行為型設計模式，它包含訪問者和被訪問元素兩個主要組成部分，這些被訪問的元素通常具有不同的類型，且不同的訪問者可以對它們進行不同的訪問操作。例如處方單中的各種藥品信息就是被訪問的元素，而劃價人員和藥房工作人員就是訪問者。訪問者模式使得用戶可以在不修改現有系統的情況下擴展系統的功能，為這些不同類型的元素增加新的操作。

????? 在使用訪問者模式時，被訪問元素通常不是單獨存在的，它們存儲在一個集合中，這個集合被稱為“對象結構”，訪問者通過遍歷對象結構實現對其中存儲的元素的逐個操作。

????? 訪問者模式定義如下：

訪問者模式(Visitor Pattern):提供一個作用于某對象結構中的各元素的操作表示，它使我們可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。訪問者模式是一種對象行為型模式。

????? 訪問者模式的結構較為復雜，其結構如圖26-2所示：

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????? 在訪問者模式結構圖中包含如下幾個角色：

????? ●Vistor（抽象訪問者）：抽象訪問者為對象結構中每一個具體元素類ConcreteElement聲明一個訪問操作，從這個操作的名稱或參數類型可以清楚知道需要訪問的具體元素的類型，具體訪問者需要實現這些操作方法，定義對這些元素的訪問操作。

????? ●ConcreteVisitor（具體訪問者）：具體訪問者實現了每個由抽象訪問者聲明的操作，每一個操作用于訪問對象結構中一種類型的元素。

????? ●Element（抽象元素）：抽象元素一般是抽象類或者接口，它定義一個accept()方法，該方法通常以一個抽象訪問者作為參數。【稍后將介紹為什么要這樣設計。】

????? ●ConcreteElement（具體元素）：具體元素實現了accept()方法，在accept()方法中調用訪問者的訪問方法以便完成對一個元素的操作。

????? ●?ObjectStructure（對象結構）：對象結構是一個元素的集合，它用于存放元素對象，并且提供了遍歷其內部元素的方法。它可以結合組合模式來實現，也可以是一個簡單的集合對象，如一個List對象或一個Set對象。

????? 訪問者模式中對象結構存儲了不同類型的元素對象，以供不同訪問者訪問。訪問者模式包括兩個層次結構，一個是訪問者層次結構，提供了抽象訪問者和具體訪問者，一個是元素層次結構，提供了抽象元素和具體元素。相同的訪問者可以以不同的方式訪問不同的元素，相同的元素可以接受不同訪問者以不同訪問方式訪問。在訪問者模式中，增加新的訪問者無須修改原有系統，系統具有較好的可擴展性。

????? 在訪問者模式中，抽象訪問者定義了訪問元素對象的方法，通常為每一種類型的元素對象都提供一個訪問方法，而具體訪問者可以實現這些訪問方法。這些訪問方法的命名一般有兩種方式：一種是直接在方法名中標明待訪問元素對象的具體類型，如visitElementA(ElementA elementA)，還有一種是統一取名為visit()，通過參數類型的不同來定義一系列重載的visit()方法。當然，如果所有的訪問者對某一類型的元素的訪問操作都相同，則可以將操作代碼移到抽象訪問者類中，其典型代碼如下所示：

abstract?class?Visitor??
{??
????public?abstract?void?visit(ConcreteElementA?elementA);??
????public?abstract?void?visit(ConcreteElementB?elementB);??
????public?void?visit(ConcreteElementC?elementC)??
????{??
????????//元素ConcreteElementC操作代碼??
????}??
}??

????? 在這里使用了重載visit()方法的方式來定義多個方法用于操作不同類型的元素對象。在抽象訪問者Visitor類的子類ConcreteVisitor中實現了抽象的訪問方法，用于定義對不同類型元素對象的操作，具體訪問者類典型代碼如下所示：

class?ConcreteVisitor?extends?Visitor??
{??
????public?void?visit(ConcreteElementA?elementA)??
????{??
????????//元素ConcreteElementA操作代碼??
????}??
????public?void?visit(ConcreteElementB?elementB)??
????{??
????????//元素ConcreteElementB操作代碼??
????}??
}??

????? 對于元素類而言，在其中一般都定義了一個accept()方法，用于接受訪問者的訪問，典型的抽象元素類代碼如下所示：

interface?Element??
{??
????public?void?accept(Visitor?visitor);??
}??

????? 需要注意的是該方法傳入了一個抽象訪問者Visitor類型的參數，即針對抽象訪問者進行編程，而不是具體訪問者，在程序運行時再確定具體訪問者的類型，并調用具體訪問者對象的visit()方法實現對元素對象的操作。在抽象元素類Element的子類中實現了accept()方法，用于接受訪問者的訪問，在具體元素類中還可以定義不同類型的元素所特有的業務方法，其典型代碼如下所示：

class?ConcreteElementA?implements?Element??
{??
????public?void?accept(Visitor?visitor)??
????{??
????????visitor.visit(this);??
????}??
??????
????public?void?operationA()??
????{??
????????//業務方法??
????}??
}??

????? 在具體元素類ConcreteElementA的accept()方法中，通過調用Visitor類的visit()方法實現對元素的訪問，并以當前對象作為visit()方法的參數。其具體執行過程如下：

????? (1)?調用具體元素類的accept(Visitor visitor)方法，并將Visitor子類對象作為其參數；

????? (2)?在具體元素類accept(Visitor visitor)方法內部調用傳入的Visitor對象的visit()方法，如visit(ConcreteElementA elementA)，將當前具體元素類對象(this)作為參數，如visitor.visit(this)；

????? (3)?執行Visitor對象的visit()方法，在其中還可以調用具體元素對象的業務方法。

????? 這種調用機制也稱為“雙重分派”，正因為使用了雙重分派機制，使得增加新的訪問者無須修改現有類庫代碼，只需將新的訪問者對象作為參數傳入具體元素對象的accept()方法，程序運行時將回調在新增Visitor類中定義的visit()方法，從而增加新的元素訪問方式。

?	思考 雙重分派機制如何用代碼實現？

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????? 在訪問者模式中，對象結構是一個集合，它用于存儲元素對象并接受訪問者的訪問，其典型代碼如下所示：

class?ObjectStructure??
{??
????private?ArrayList<Element>?list?=?new?ArrayList<Element>();?//定義一個集合用于存儲元素對象??
??
????public?void?accept(Visitor?visitor)??
????{??
????????Iterator?i=list.iterator();??
??????????
????????while(i.hasNext())??
????????{??
????????????((Element)i.next()).accept(visitor);?//遍歷訪問集合中的每一個元素??
????????}??
????}??
??
????public?void?addElement(Element?element)??
????{??
????????list.add(element);??
????}??
??
????public?void?removeElement(Element?element)??
????{??
????????list.remove(element);??
????}??
}??

????? 在對象結構中可以使用迭代器對存儲在集合中的元素對象進行遍歷，并逐個調用每一個對象的accept()方法，實現對元素對象的訪問操作。

?	思考 訪問者模式是否符合“開閉原則”？【從增加新的訪問者和增加新的元素兩方面考慮。】