訪問者模式 (visitor pattern)

找了很多關於訪問者模式的文檔，都沒有看懂，這篇文章淺顯易懂!記錄下

轉載自 板橋里人 http://www.jdon.com 2002/05/05

Visitor訪問者模式定義
作用於某個對象羣中各個對象的操作. 它可以使你在不改變這些對象本身的情況下,定義作用於這些對象的新操作.

在Java中,Visitor模式實際上是分離了collection結構中的元素和對這些元素進行操作的行爲.

爲何使用Visitor?
Java的Collection(包括Vector和Hashtable)是我們最經常使用的技術,可是Collection好象是個黑色大染缸,本來有各種鮮明類型特徵的對象一旦放入後,再取出時,這些類型就消失了.那麼我們勢必要用If來判斷,如:

Iterator iterator = collection.iterator()
while (iterator.hasNext()) {
　　 Object o = iterator.next();
　　 if (o instanceof Collection)
　　 　　 messyPrintCollection((Collection)o);
　　 else if (o instanceof String)
　　 　　 System.out.println("'"+o.toString()+"'");
　　 else if (o instanceof Float)
　　 　　 System.out.println(o.toString()+"f");
　　 else
　　 　　 System.out.println(o.toString());
}
在上例中,我們使用了 instanceof來判斷 o的類型.

很顯然,這樣做的缺點代碼If else if 很繁瑣.我們就可以使用Visitor模式解決它.

如何使用Visitor?
針對上例,定義接口叫Visitable,用來定義一個Accept操作,也就是說讓Collection每個元素具備可訪問性.

被訪問者是我們Collection的每個元素Element,我們要爲這些Element定義一個可以接受訪問的接口(訪問和被訪問是互動的,只有訪問者,被訪問者如果表示不歡迎,訪問者就不能訪問),取名爲Visitable，也可取名爲Element。

public interface Visitable
{
　　 public void accept(Visitor visitor);
}

被訪問的具體元素繼承這個新的接口Visitable：

public class StringElement implements Visitable
{
　　 private String value;
　　 public StringElement(String string) {
　　 　　 value = string;
　　 }

　　 public String getValue(){
　　 　　 return value;
　　 }

　　 //定義accept的具體內容 這裏是很簡單的一句調用
　　 public void accept(Visitor visitor) {
　　 　　 visitor.visitString(this);
　　 }
}

上面是被訪問者是字符串類型，下面再建立一個Float類型的：

public class FloatElement implements Visitable
{
　　 private Float value;
　　 public FloatElement(Float value) {
　　 　　 this.value = value;
　　 }

　　 public Float getValue(){
　　 　　 return value;
　　 }

　　 //定義accept的具體內容 這裏是很簡單的一句調用
　　 public void accept(Visitor visitor) {
　　 　　 visitor.visitFloat(this);
　　 }
}

我們設計一個接口visitor訪問者，在這個接口中,有一些訪問操作，這些訪問操作是專門訪問對象集合Collection中有可能的所有類，目前我們假定有三個行爲：訪問對象集合中的字符串類型；訪問對象集合中的Float類型；訪問對象集合中的對象集合類型。注意最後一個類型是集合嵌套，通過這個嵌套實現可以看出使用訪問模式的一個優點。

接口visitor訪問者如下：

public interface Visitor
{

　　 public void visitString(StringElement stringE);
　　 public void visitFloat(FloatElement floatE);
　　 public void visitCollection(Collection collection); 

}

訪問者的實現:

public class ConcreteVisitor implements Visitor
{
　　 //在本方法中,我們實現了對Collection的元素的成功訪問
　　 public void visitCollection(Collection collection) {
　　 　　 Iterator iterator = collection.iterator()
　　 　　 while (iterator.hasNext()) {
　　 　　 　　 Object o = iterator.next();
　　 　　 　　 if (o instanceof Visitable)
　　 　　 　　 　　 ((Visitable)o).accept(this);
　　 　　 } 
　　 ｝

　　 public void visitString(StringElement stringE) {
　　 　　 System.out.println("'"+stringE.getValue()+"'");
　　 } 
　　 public void visitFloat(FloatElement floatE){
　　 　　 System.out.println(floatE.getValue().toString()+"f");
　　 }

}

在上面的visitCollection我們實現了對Collection每個元素訪問,只使用了一個判斷語句,只要判斷其是否可以訪問.

StringElement只是一個實現，可以拓展爲更多的實現，整個核心奧妙在accept方法中，在遍歷Collection時，通過相應的accept方法調用具體類型的被訪問者。這一步確定了被訪問者類型，

如果是StringElement，而StringElement則回調訪問者的visiteString方法，這一步實現了行爲操作方法。

客戶端代碼：

Visitor visitor = new ConcreteVisitor();

StringElement stringE = new StringElement("I am a String");
visitor.visitString(stringE);

Collection list = new ArrayList();
list.add(new StringElement("I am a String1")); 
list.add(new StringElement("I am a String2")); 
list.add(new FloatElement(new Float(12))); 
list.add(new StringElement("I am a String3")); 
visitor.visitCollection(list);

客戶端代碼中的list對象集合中放置了多種數據類型，對對象集合中的訪問不必象一開始那樣，使用instance of逐個判斷，而是通過訪問者模式巧妙實現了。

至此,我們完成了Visitor模式基本結構.

使用Visitor模式的前提
使用訪問者模式是對象羣結構中(Collection) 中的對象類型很少改變。

在兩個接口Visitor和Visitable中,確保Visitable很少變化,也就是說，確保不能老有新的Element元素類型加進來，可以變化的是訪問者行爲或操作，也就是Visitor的不同子類可以有多種,這樣使用訪問者模式最方便.

如果對象集合中的對象集合經常有變化, 那麼不但Visitor實現要變化，Visistable也要增加相應行爲，GOF建議是,不如在這些對象類中直接逐個定義操作，無需使用訪問者設計模式。

但是在Java中，Java的Reflect技術解決了這個問題，因此結合reflect反射機制，可以使得訪問者模式適用範圍更廣了。

Reflect技術是在運行期間動態獲取對象類型和方法的一種技術,具體實現參考Javaworld的英文原文.