1.访问者模式简介
访问者模式(Visitor Pattern)模式是行为型(Behavioral)设计模式，提供一个作用于某种对象结构上的各元素的操作方式，可以使我们在不改变元素结构的前提下，定义作用于元素的新操作。
换言之，如果系统的数据结构是比较稳定的，但其操作（算法）是易于变化的，那么使用访问者模式是个不错的选择；如果数据结构是易于变化的，则不适合使用访问者模式。
访问者模式一共有五种角色：
(1) Vistor（抽象访问者）：为该对象结构中具体元素角色声明一个访问操作接口。
(2) ConcreteVisitor（具体访问者）：每个具体访问者都实现了Vistor中定义的操作。
(3) Element（抽象元素）：定义了一个accept操作，以Visitor作为参数。
(4) ConcreteElement（具体元素）：实现了Element中的accept()方法，调用Vistor的访问方法以便完成对一个元素的操作。
(5) ObjectStructure（对象结构）：可以是组合模式，也可以是集合；能够枚举它包含的元素；提供一个接口，允许Vistor访问它的元素。
访问者模式类图如下:
Visitor Pattern.png
2. 访问者模式举例
如果老师教学反馈得分大于等于85分、学生成绩大于等于90分，则可以入选成绩优秀奖；如果老师论文数目大于8、学生论文数目大于2，则可以入选科研优秀奖。
在这个例子中，老师和学生就是Element，他们的数据结构稳定不变。从上面的描述中，我们发现，对数据结构的操作是多变的，一会儿评选成绩，一会儿评选科研，这样就适合使用访问者模式来分离数据结构和操作。
| 序号 | 类名 | 角色 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | Visitor | Visitor | 抽象访问者 |
| 2 | GradeSelection | ConcreteVisitor | 具体访问者 |
| 3 | ResearcherSelection | ConcreteVisitor | 具体访问者 |
| 4 | Element | Element | 抽象元素 |
| 5 | Teacher | ConcreteElement | 具体元素 |
| 6 | Student | ConcreteElement | 具体元素 |
| 7 | ObjectStructure | ObjectStructure | 对象结构 |
| 8 | VisitorClient | 客户端 | 演示调用 |
举例的类图如下：
Award Selection.png
1. Visitor 抽象访问者
/**
* 抽象访问者，为该对象结构中具体元素角色声明一个访问操作接口。
*/
public interface Visitor {
void visit(Student element);
void visit(Teacher element);
}
2. GradeSelection 选拔优秀成绩者
/**
* 具体访问者，实现了Vistor中定义的操作。
*/
public class GradeSelection implements Visitor {
private String awardWords = "[%s]的分数是%d，荣获了成绩优秀奖。";
@Override
public void visit(Student element) {
// 如果学生考试成绩超过90，则入围成绩优秀奖。
if (element.getGrade() >= 90) {
System.out.println(String.format(awardWords,
element.getName(), element.getGrade()));
}
}
@Override
public void visit(Teacher element) {
// 如果老师反馈得分超过85，则入围成绩优秀奖。
if (element.getScore() >= 85) {
System.out.println(String.format(awardWords,
element.getName(), element.getScore()));
}
}
}
3. ResearcherSelection，选拔优秀科研者
/**
* 具体访问者，实现了Vistor中定义的操作。
*/
public class ResearcherSelection implements Visitor {
private String awardWords = "[%s]的论文数是%d，荣获了科研优秀奖。";
@Override
public void visit(Student element) {
// 如果学生发表论文数超过2，则入围科研优秀奖。
if(element.getPaperCount() > 2){
System.out.println(String.format(awardWords,
element.getName(),element.getPaperCount()));
}
}
@Override
public void visit(Teacher element) {
// 如果老师发表论文数超过8，则入围科研优秀奖。
if(element.getPaperCount() > 8){
System.out.println(String.format(awardWords,
element.getName(),element.getPaperCount()));
}
}
}
4. Element，抽象元素角色
/**
* 抽象元素角色，定义了一个accept操作，以Visitor作为参数。
*/
public interface Element {
//接受一个抽象访问者访问
void accept(Visitor visitor);
}
5.Teacher，具体元素
/**
* 具体元素，允许visitor访问本对象的数据结构。
*/
public class Teacher implements Element {
private String name; // 教师姓名
private int score; // 评价分数
private int paperCount; // 论文数
// 构造器
public Teacher(String name, int score, int paperCount) {
this.name = name;
this.score = score;
this.paperCount = paperCount;
}
// visitor访问本对象的数据结构
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getScore() {
return score;
}
public void setScore(int score) {
this.score = score;
}
public int getPaperCount() {
return paperCount;
}
public void setPaperCount(int paperCount) {
this.paperCount = paperCount;
}
}
6. Student，具体元素
/**
* 具体元素，允许visitor访问本对象的数据结构。
*/
public class Student implements Element {
private String name; // 学生姓名
private int grade; // 成绩
private int paperCount; // 论文数
// 构造器
public Student(String name, int grade, int paperCount) {
this.name = name;
this.grade = grade;
this.paperCount = paperCount;
}
// visitor访问本对象的数据结构
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getGrade() {
return grade;
}
public void setGrade(int grade) {
this.grade = grade;
}
public int getPaperCount() {
return paperCount;
}
public void setPaperCount(int paperCount) {
this.paperCount = paperCount;
}
}
7.ObjectStructure， 对象结构
/**
* 对象结构，是元素的集合，提供元素的访问入口。
*/
public class ObjectStructure {
// 使用集合保存Element元素，示例没有考虑多线程的问题。
private ArrayList<Element> elements = new ArrayList<>();
/**
* 访问者访问元素的入口
*
* @param visitor 访问者
*/
public void accept(Visitor visitor) {
for (int i = 0; i < elements.size(); i++) {
Element element = elements.get(i);
element.accept(visitor);
}
}
/**
* 把元素加入到集合
*
* @param element 待添加的元素
*/
public void addElement(Element element) {
elements.add(element);
}
/**
* 把元素从集合中移除
*
* @param element 要移除的元素
*/
public void removeElement(Element element) {
elements.remove(element);
}
}
8.VisitorClient 客户端
/**
* 如果教师发表论文数超过8篇或者学生论文超过2篇可以评选科研优秀奖，
* 如果教师教学反馈分大于等于85分或者学生成绩大于等于90分可以评选成绩优秀奖。
*/
public class VisitorClient {
public static void main(String[] args) {
// 初始化元素
Element stu1 = new Student("Student Jim", 92, 3);
Element stu2 = new Student("Student Ana", 89, 1);
Element t1 = new Teacher("Teacher Mike", 83, 10);
Element t2 = new Teacher("Teacher Lee", 88, 7);
// 初始化对象结构
ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();
objectStructure.addElement(stu1);
objectStructure.addElement(stu2);
objectStructure.addElement(t1);
objectStructure.addElement(t2);
// 定义具体访问者，选拔成绩优秀者
Visitor gradeSelection = new GradeSelection();
// 具体的访问操作，打印输出访问结果
objectStructure.accept(gradeSelection);
System.out.println("----结构不变，操作易变----");
// 数据结构是没有变化的，如果我们还想增加选拔科研优秀者的操作，那么如下。
Visitor researcherSelection = new ResearcherSelection();
objectStructure.accept(researcherSelection);
}
}
结果输出
[Student Jim]的分数是92，荣获了成绩优秀奖。
[Teacher Lee]的分数是88，荣获了成绩优秀奖。
----结构不变，操作易变----
[Student Jim]的论文数是3，荣获了科研优秀奖。
[Teacher Mike]的论文数是10，荣获了科研优秀奖。
3. 总结
如果一个对象结构比较复杂，同时结构稳定不易变化，但却需要经常在此结构上定义新的操作，那就非常合适使用访问者模式，比如复杂的集合对象、XML文档解析、编译器的设计等。
访问者模式使我们更加容易的增加访问操作，但增加元素比较困难，需要我们修改抽象访问类和所有的具体访问类。
（完）
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