今天说说你不知道的访问者模式

一时失言乱红尘 2024-03-24 10:10 77阅读 0赞

## 访问者模式 ##

### 引入 ###

在数据结构中保存着许多元素，我们会对这些元素进行处理。一般来说我们将处理的代码放在表示数据结构的类中。但是，如果处理有许多种呢？当每增加一种处理，我们就不得不取修改数据结构的类。

在Visitor模式中，\*\*数据结构与处理被分离开来。\*\*我们编写一个表示访问者的类来处理数据结构中的元素，并把个元素的处理交给访问者类。当增加新的处理时，我们只需要增加访问者类即可。

### 事例程序 ###

#### 类与接口 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名字</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Visitor</td> 
   <td>访问者抽象类，访问文件和文件夹</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Element</td> 
   <td>表示数据结构的接口，接受访问者访问</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ListVisitor</td> 
   <td>Visitor子类，显示文件和文件夹</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Entity</td> 
   <td>抽象类，实现Element接口，File和Director父类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>File</td> 
   <td>文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Director</td> 
   <td>目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Main</td> 
   <td>测试</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 类图 ####

![format_png][]

#### 代码 ####

> Vivitor

*  抽象访问者，访问者依赖于它所访问的数据结构
 *  visit(File file) 访问文件
 *  visit(Directory directory)访问目录
 *  重载方法，当从外部调用方法时，根据接收的参数自动选择执行相应的方法

public abstract class Visitor {
        public abstract void visit(File file);
    
        public abstract void visit(Directory directory);
    }
    复制代码

> Element

*  接收访问者的接口
 *  声明accept方法，参数是Visitor

public interface Element {
        public abstract void accept(Visitor v);
    }
    复制代码

> Entity

*  借用于组合模式
 *  实现Element接口，为了让Entity适用于Visitor模式。具体实现交由子类

public abstract class Entity implements Element {
        public abstract String getName();       //获取名字
    
        public abstract int getSize();          //获取大小
    
        public Entity add(Entity entity) throws Exception {
            throw new RuntimeException("运行异常");             //加入目录条目
        }
    
        public Iterator iterator() throws Exception {
            throw new RuntimeException();
        }
    
        @Override
        public String toString() {              //显示代表类文字
            return getName() + "(" + getSize() + ")";
        }
    }
    复制代码

> File

*  组合模式中的File
 *  实现accept方法，使用 v.visit(this);此处的类型时File，所以调用的时visit（File）

public class File extends Entity {
    
        private String name;
        private int size;
    
        public File(String name, int size) {
            this.name = name;
            this.size = size;
        }
    
        @Override
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        @Override
        public int getSize() {
            return size;
        }
    
    
        @Override
        public void accept(Visitor v) {
            v.visit(this);
        }
    }
    复制代码

> Director

*  iterator(),获取迭代器，方便遍历文件夹中所有的文件和文件夹
 *  accept方法。此处调用的时v.visit(Director);**（重载）**

public class Directory extends Entity {
        private String name;
        private ArrayList<Entity> directory = new ArrayList();
    
        public Directory(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        @Override
        public int getSize() {
            int size = 0;
            Iterator<Entity> it = directory.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                Entity entity = it.next();
                size += entity.getSize();
            }
            return size;
        }
    
        @Override
        public Entity add(Entity entity) throws Exception {
            directory.add(entity);
            return this;
        }
    
        public Iterator iterator() {
            return directory.iterator();
        }
    
    
        @Override
        public void accept(Visitor v) {
            v.visit(this);
        }
    }
    复制代码

> ListVisitor

*  Visitor的子类，它的作用是访问数据结构并显示元素一览
 *  currentDir保存的是当前正在访问的文件夹名。
 *  visit(File file)会被File类中的accept调用，参file是File的实例。也就是说，visit(File file)是用来实现**对File类的实例要进行的处理。**
 *  先显示当前文件夹的名字，然后获取iterator，通过iterator遍历文件夹中所有的目录条目并调用各自的accept方法。
 *  accept方法调用visit方法，visit方法又调用accept方法。形成递归调用

public class ListVisitor extends Visitor {
    
        private String currentDir = ""; //当前访问文件夹的名字
    
        @Override
        public void visit(File file) {
            System.out.println(currentDir + "/" + file);
        }
    
        @Override
        public void visit(Directory directory) {
            System.out.println(currentDir + "/" + directory);
            String saveDir = currentDir;
            currentDir = currentDir + "/" + directory.getName();
            Iterator it = directory.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                Entity entity = (Entity) it.next();
                entity.accept(this);
            }
            currentDir = saveDir;
        }
    }
    复制代码

> Main

public class Main {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            System.out.println("making root entries...");
            Directory rootDir = new Directory("root");
            Directory binDir = new Directory("bin");
            Directory tmpDir = new Directory("tmp");
            Directory usrDir = new Directory("usr");
            rootDir.add(binDir);
            rootDir.add(tmpDir);
            rootDir.add(usrDir);
            binDir.add(new File("vi", 100));
            binDir.add(new File("latex", 200));
            rootDir.accept(new ListVisitor());
            System.out.println();
    
            System.out.println("making user entries...");
            Directory yuki = new Directory("yuki");
            Directory hahako = new Directory("hahako");
            Directory tomura = new Directory("tomura");
            usrDir.add(hahako);
            usrDir.add(tomura);
            usrDir.add(yuki);
            yuki.add(new File("ddd.html", 100));
            yuki.add(new File("composite.java", 200));
            hahako.add(new File("memo.java", 300));
            tomura.add(new File("game.doc", 400));
            tomura.add(new File("junk.mail", 500));
            rootDir.accept(new ListVisitor());
    
        }
    }
    复制代码

结果：

making root entries...
    /root(300)
    /root/bin(300)
    /root/bin/vi(100)
    /root/bin/latex(200)
    /root/tmp(0)
    /root/usr(0)
    
    making user entries...
    /root(1800)
    /root/bin(300)
    /root/bin/vi(100)
    /root/bin/latex(200)
    /root/tmp(0)
    /root/usr(1500)
    /root/usr/hahako(300)
    /root/usr/hahako/memo.java(300)
    /root/usr/tomura(900)
    /root/usr/tomura/game.doc(400)
    /root/usr/tomura/junk.mail(500)
    /root/usr/yuki(300)
    /root/usr/yuki/ddd.html(100)
    /root/usr/yuki/composite.java(200)
    复制代码

时序图：

![format_png 1][]

*  **对于Directory的实例和File的实例，我们调用他们的accept方法**
 *  **对于每一个Directory的实例和File的实例，我们只调用一个他们的accept方法**
 *  **对于ListVisitor实例，我们调用vist（Directory）和vist（File）方法**
 *  **处理vist（Directory）和vist（File）方法是同一个ListVisitor实例**

### 登场角色 ###

![format_png 2][]

*  Visitor
    
    负责对数据结构中每个具体的元素声明同一个用于访问的visit方法。负责实现的是具体的访问者。（Visitor）
 *  ConcreteVisitor
    
    具体的访问者，负责实现Visitor 所定义的接口。实现如何处理每个ConcreteElement角色。（ListVisitor）
 *  Element
    
    表示Visitor角色的访问对象。声明接受访问者的accept方法，接受visitor参数。（Element）
 *  ConcreteElement
    
    实现Element所定义的接口。（File和Directory）、
 *  ObjectStructure（对象结构）（Directory）
    
    负责处理Element角色的集合。ConcreteVisitor为每个Element都准备好了处理方法。为了让ConcreteVisitor可以遍历处理到每个Element角色，在Directory中实现了iterator方法。

[format_png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/60765bf60f0a49c59e5f8255abdf7c87.png
[format_png 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/71a9acab3d60401bbdc02f4d5b8e2aaf.png
[format_png 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/d5136eb7cbdb4228a08988088814b928.png