Java设计模式(三) Visitor(访问者)模式及多分派场景应用
2016-04-14 15:32
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基本概念
Visitor
封装一些作用于数据结构中的各元素的操作,不同的操作可以借助新的visitor实现,降低了操作间的耦合性访问者可以将数据结构和对数据的操作解耦,使得增加对数据结构的操作不需要取修改数据结构,也不必去修改原有的操作,而执行时再定义新的Visitor时闲着就行了(在操作添加上易拓展)
模式中角色分工
Visitor:抽象访问者,在重载的visit函数中声明访问者可以访问的对象。Concrete Visitor:实现一个访问者对于一个具体的元素的操作
Element:抽象元素,声明具有访问该类型元素权限的访问者的类型(一般是抽象类型),提供重载的accept函数赋予权限
Concrete Element:实现accept方法,基本上是模板化的visitor.visit(this)
Object Structure:容纳多种类型或许不同,接口或者不同的元素的集合。
例讲Visitor的实现
先是一个简单的例子,展现一个最基本的简陋的Visitor
既然在春招季,我们举个简历筛选的例子,投简历的都是写本科生、专科生,还有硕士生、高职啊…为了简单就先取前两者。求职者的简历作为Element实现如下:abstract class Student { //提供对于数据域基本操作的函数 private String name; private String university; private String rating; //让指定的visitor获得操作该对象的权限 public abstract void accept(Visitor visitor); public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getUniversity() { return university; } public void setUniversity(String university) { this.university = university; } public String getRating() { return rating; } public void setRating(String rating) { this.rating = rating; } } class Bachelor extends Student{ @Override public void accept( Visitor visitor ) { visitor.visit( this ); } } class College extends Student{ @Override public void accept(Visitor visitor) { visitor.visit(this); } }
因为我们只定义了两种学生,所以接口提供了对于两种Element访问
interface Visitor{ public void visit ( Bachelor bachelor ); public void visit ( College college ); }
首先筛选简历我们看一下大家的简历都什么样子,那么需要一个ShowVisitor:
class ShowVisitor implements Visitor { @Override public void visit(Bachelor bachelor) { System.out.println("A bachelor\n"); //TODO 可能会有一些特异的操作,我们为了简单就省略了 this.printMessage( bachelor ); } @Override public void visit(College college) { System.out.println(" a college student!\n"); //TODO 同上 this.printMessage( college ); } public void printMessage ( Student student ){ System.out.println( "Name : " + student.getName()+"\n" + "University : " + student.getUniversity()+"\n" + "Rating : " + student.getRating() + "\n" ); } }
要进行测试,我们首先要构造一个数据集合,也就是角色中对应的ObjectStructure,为了简单我们直接用ArrayList了
public class VisitorEg { public static void main ( String [] args ){ ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>(); Bachelor bachelor = new Bachelor(); bachelor.setName("llin"); bachelor.setRating("100"); bachelor.setUniversity("Tianjin University"); College college = new College(); college.setUniversity("Tianjin college"); college.setRating("1"); college.setName("dalinge"); list.add ( bachelor ); list.add ( college ); Visitor visitor = new ShowVisitor(); for ( Student student: list ){ student.accept( visitor ); } } }
那么好像看不出访问者模式有什么优势啊!!!而且好费事啊,但是因为你将数据结构和对数据的操作分离了(解耦),所以当我想添加新的操作时,不需要修改原有的类,只需要重新实现一个visitor就可以了。
所以,我们回到这个例子,这么多人报名,那么到底有多少本科生呢(如果人数够了,可能直接偷懒只面试本科生了),-_-万恶的这种HR,所以我们需要一个统计的Visitor:
class SumVisitor implements Visitor{ private int totalBachelor; SumVisitor(){ super(); totalBachelor = 0; } @Override public void visit(Bachelor bachelor) { totalBachelor++; } @Override public void visit(College college) { } public int getTotal_bachelor() { return totalBachelor; } } public class VisitorEg { public static void main ( String [] args ){ ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>(); Bachelor bachelor = new Bachelor(); bachelor.setName("llin"); bachelor.setRating("100"); bachelor.setUniversity("Tianjin University"); College college = new College(); college.setUniversity("Tianjin college"); college.setRating("1"); college.setName("dalinge"); list.add ( bachelor ); list.add ( college ); Visitor visitor = new ShowVisitor(); Visitor visitor1 = new SumVisitor(); for ( Student student: list ){ student.accept( visitor ); student.accept( visitor1); } System.out.println( "The total sum of bachelors : "+ ((SumVisitor)visitor1).getTotal_bachelor() ); } }
达到了要求,却没有修改一行代码,开心!
Visitor应用场景
一定会有的疑问:visitor和iterator的区别:
visitor可以访问不同的对象(只需要在Element定义对应的accept),但是Iterator只能访问相同的对象,最起码要有相同的接口iterator是不依赖具体实现的,而visitor是依赖具体实现的,因为Visitor会根据访问的具体的对象来采取对应的操作,而iterator最多只是基于相同的接口的泛化实现。
iterator访问的数据结构的操作和数据并未分离,所以拓展功能起来需要修改,违反了开闭原则和单一职责原则。但是因为访问者依赖具体实现,而不是依赖抽象,所以违反了依赖倒置原则
优缺点决定的应用场景
符合单一职责原则,功能上具有良好的拓展性,但是因为依赖具体实现违背了具体实现,所以为类的修改带了麻烦。具有优良的拓展性,只需要实现新的Visitor来满足新的访问要求。因为数据和操作的分离,防止了添加新的操作污染原来的数据结构。
综上
访问者是一种集中规整模式,特别适合用于大规模重构的项目,在这一个阶段的需求已经非常清晰,原系统的功能点也已经明确,通过访问者模式可以很容易把一些功能进行梳理,达到最终目的功能集中化双分派
首先介绍以下单分派
单分派:一个操作是根据请求者的名称和接收到的参数决定的,在Java有静态绑定和动态绑定,分别是通过重载和覆写实现的。双分派:双分派意味着得到执行的操作决定于请求的种类和接收者的类型。正对应于访问者模式。
Javac在构建、优化、解析语法树的时候就是采用的是Visitor模式(语法、语义分析阶段)
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