《JAVA与模式》之访问者模式

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在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是或者描述访问者(Visitor)模式的:

  访问者模式是对象的行为模式。访问者模式的目的是封装有些施加于有一种数据特性元素之上的操作。一旦哪此操作需用修改搞笑的话,接受你这种操作的数据特性则能必须保持不变。

  变量被声明时的类型叫做变量的静态类型(Static Type),有些人又把静态类型叫做明显类型(Apparent Type);而变量所引用的对象的真实类型又叫做变量的实际类型(Actual Type)。比如:

List list = null;
list = new ArrayList();

  声明了有另另一个变量list,它的静态类型(也叫明显类型)是List,而它的实际类型是ArrayList。

  根据对象的类型而对最好的办法进行的选取 ,或者分类分类整理(Dispatch),分类分类整理(Dispatch)又分为有一种,即静态分类分类整理动态分类分类整理

  静态分类分类整理(Static Dispatch)处于在编译时期,分类分类整理根据静态类型信息处于。静态分类分类整理对于我们歌词 歌词 来说暂且陌生,最好的办法重载或者静态分类分类整理。

  动态分类分类整理(Dynamic Dispatch)处于在运行时期,动态分类分类整理动态地置换掉某个最好的办法。

 静态分类分类整理

  Java通过最好的办法重载支持静态分类分类整理。用墨子骑马的故事作为例子,墨子能必须骑白马是原因分析 黑马。墨子与白马、黑马和马的类图如下所示:

  在你这种系统中,墨子由Mozi类代表

public class Mozi {
    
    public void ride(Horse h){
        System.out.println("骑马");
    }
    
    public void ride(WhiteHorse wh){
        System.out.println("骑白马");
    }
    
    public void ride(BlackHorse bh){
        System.out.println("骑黑马");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Horse wh = new WhiteHorse();
        Horse bh = new BlackHorse();
        Mozi mozi = new Mozi();
        mozi.ride(wh);
        mozi.ride(bh);
    }

}

  显然,Mozi类的ride()最好的办法是由有另另一个最好的办法重载而成的。这有另另一个最好的办法分别接受马(Horse)、白马(WhiteHorse)、黑马(BlackHorse)等类型的参数。

  这样在运行时,多多任务管理器 会打印出哪此结果呢?结果是多多任务管理器 会打印出相同的两行“骑马”。换言之,墨子发现他所骑的时会马。

  为哪此呢?两次对ride()最好的办法的调用传入的是不同的参数,也或者wh和bh。它们好的反义词具有不同的真实类型,或者它们的静态类型时会一样的,均是Horse类型。

  重载最好的办法的分类分类整理是根据静态类型进行的,你这种分类分类整理过程在编译时期就完成了。

 动态分类分类整理

  Java通过最好的办法的重写支持动态分类分类整理。用马吃草的故事作为例子,代码如下所示:

public class Horse {
    
    public void eat(){
        System.out.println("马吃草");
    }
}
public class BlackHorse extends Horse {
    
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("黑马吃草");
    }
}
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Horse h = new BlackHorse();
        h.eat();
    }

}

  变量h的静态类型是Horse,而真实类型是BlackHorse。是原因分析 里面最后一行的eat()最好的办法调用的是BlackHorse类的eat()最好的办法,这样里面打印的或者“黑马吃草”;相反,是原因分析 里面的eat()最好的办法调用的是Horse类的eat()最好的办法,这样打印的或者“马吃草”。

  什么都有有,什么的什么的问题 的核心或者Java编译器在编译时期暂且无缘无故知道哪此代码会被执行,是原因分析 编译器仅仅知道对象的静态类型,而谁能谁能告诉我对象的真实类型;而最好的办法的调用则是根据对象的真实类型,而时会静态类型。或者一来,里面最后一行的eat()最好的办法调用的是BlackHorse类的eat()最好的办法,打印的是“黑马吃草”。

 分类分类整理的类型

  有另另一个最好的办法所属的对象叫做最好的办法的接收者,最好的办法的接收者与最好的办法的参数统称做最好的办法的宗量。比如下面例子中的Test类

public class Test {

    public void print(String str){
        System.out.println(str);
    }
}

  在里面的类中,print()最好的办法属于Test对象,什么都有有它的接收者也或者Test对象了。print()最好的办法有有另另一个参数是str,它的类型是String。

  根据分类分类整理能必须基于几条种宗量,能必须将面向对象的语言划分为单分类分类整理语言(Uni-Dispatch)和多分类分类整理语言(Multi-Dispatch)。单分类分类整理语言根据有另另一个宗量的类型进行对最好的办法的选取 ,多分类分类整理语言根据多于有另另一个的宗量的类型对最好的办法进行选取 。

  C++和Java均是单分类分类整理语言,多分类分类整理语言的例子包括CLOS和Cecil。按照或者的区分,Java或者动态的单分类分类整理语言,是原因分析 你这种语言的动态分类分类整理仅仅会考虑到最好的办法的接收者的类型,一起又是静态的多分类分类整理语言,是原因分析 你这种语言对重载最好的办法的分类分类整理会考虑到最好的办法的接收者的类型以及最好的办法的所有参数的类型。

  在有另另一个支持动态单分类分类整理的语言里面,有有另另一个条件决定了有另另一个请求会调用哪有另另一个操作:一是请求的名字,或者接收者的真实类型。单分类分类整理限制了最好的办法的选取 过程,使得必须有另另一个宗量能必须被考虑到,你这种宗量通常或者最好的办法的接收者。在Java语言里面,是原因分析 有另另一个操作是作用于某个类型不明的对象里面,这样对你这种对象的真实类型测试仅会处于一次,这或者动态的单分类分类整理的特性。

 双重分类分类整理

  有另另一个最好的办法根据有另另一个宗量的类型来决定执行不同的代码,这或者“双重分类分类整理”。Java语言不支持动态的多分类分类整理,也就原因分析 Java不支持动态的双分类分类整理。或者通过使用设计模式,都都后能 必须在Java语言里实现动态的双重分类分类整理。

  在Java中能必须通过两次最好的办法调用来达到两次分类分类整理的目的。类图如下所示:

  在图中有 有另另一个对象,左边的叫做West,右边的叫做East。现在West对象首先调用East对象的goEast()最好的办法,并将它个人传入。在East对象被调用时,立即根据传入的参数知道了调用者是谁,于是反过来调用“调用者”对象的goWest()最好的办法。通过两次调用将多多任务管理器 控制权轮番交给有另另一个对象,其时序图如下所示:

  或者就出现了两次最好的办法调用,多多任务管理器 控制权被有另另一个对象像传球一样,首先由West对象传给了East对象,或者又被返传给了West对象。

  或者仅仅返传了一下球,暂且能补救双重分类分类整理的什么的什么的问题 。关键是如何利用这两次调用,以及Java语言的动态单分类分类整理功能,使得在你这种传球的过程中,都都后能 触发两次单分类分类整理。

  动态单分类分类整理在Java语言中是在子类重写父类的最好的办法时处于的。换言之,West和East都需用分别置身于个人的类型等级特性中,如下图所示:

  源代码

  West类

public abstract class West {
    
    public abstract void goWest1(SubEast1 east);
    
    public abstract void goWest2(SubEast2 east);
}

  SubWest1类

public class SubWest1 extends West{
    
    @Override
    public void goWest1(SubEast1 east) {
        
        System.out.println("SubWest1 + " + east.myName1());
    }
    
    @Override
    public void goWest2(SubEast2 east) {
        
        System.out.println("SubWest1 + " + east.myName2());
    }
}

  SubWest2类

public class SubWest2 extends West{
    @Override
    public void goWest1(SubEast1 east) {
        
        System.out.println("SubWest2 + " + east.myName1());
    }
    
    @Override
    public void goWest2(SubEast2 east) {
        
        System.out.println("SubWest2 + " + east.myName2());
    }
}

  East类

public abstract class East {

    public abstract void goEast(West west);
}

  SubEast1类

public class SubEast1 extends East{
    @Override
    public void goEast(West west) {
        west.goWest1(this);
    }
    
    public String myName1(){
        return "SubEast1";
    }
}

  SubEast2类

public class SubEast2 extends East{
    @Override
    public void goEast(West west) {
        west.goWest2(this);
    }
    
    public String myName2(){
        return "SubEast2";
    }
}

  客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //组合1
        East east = new SubEast1();
        West west = new SubWest1();
        east.goEast(west);
        //组合2
        east = new SubEast1();
        west = new SubWest2();
        east.goEast(west);
    }

}

  运行结果如下


SubWest1 + SubEast1

SubWest2 + SubEast1


  系统运行时,会首先创建SubWest1和SubEast1对象,或者客户端调用SubEast1的goEast()最好的办法,并将SubWest1对象传入。是原因分析 SubEast1对象重写了其超类East的goEast()最好的办法,或者,你这种已经 就处于了一次动态的单分类分类整理。当SubEast1对象接到调用时,会从参数中得到SubWest1对象,什么都有有它就立即调用你这种对象的goWest1()最好的办法,并将个人传入。是原因分析 SubEast1对象有权选取 调用哪有另另一个对象,或者,在此时又进行一次动态的最好的办法分类分类整理。

  你这种已经 SubWest1对象就得到了SubEast1对象。通过调用你这种对象myName1()最好的办法,就能必须打印出个人的名字和SubEast对象的名字,其时序图如下所示:

  是原因分析 这有另另一个名字有另另一个来自East等级特性,或者来自West等级特性中,或者,它们的组合式是动态决定的。这或者动态双重分类分类整理的实现机制。

  访问者模式适用于数据特性相对未定的系统,它把数据特性和作用于特性上的操作之间的耦合解脱开,使得操作集合能必须相对自由地演化。访问者模式的简略图如下所示:

  数据特性的每有另另一个节点都能必须接受有另另一个访问者的调用,此节点向访问者对象传入节点对象,而访问者对象则反过来执行节点对象的操作。或者的过程叫做“双重分类分类整理”。节点调用访问者,将它个人传入,访问者则将某算法针对此节点执行。访问者模式的示意性类图如下所示:

  

  访问者模式涉及到的角色如下:

  ●  抽象访问者(Visitor)角色:声明了有另另一个是原因分析 多个最好的办法操作,形成所有的具体访问者角色需用实现的接口。

  ●  具体访问者(ConcreteVisitor)角色:实现抽象访问者所声明的接口,也或者抽象访问者所声明的各个访问操作。

  ●  抽象节点(Node)角色:声明有另另一个接受操作,接受有另另一个访问者对象作为有另另一个参数。

  ●  具体节点(ConcreteNode)角色:实现了抽象节点所规定的接受操作。

  ●  特性对象(ObjectStructure)角色:有如下的责任,能必须遍历特性中的所有元素;是原因分析 需用,提供有另另一个高层次的接口让访问者对象能必须访问每有另另一个元素;是原因分析 需用,能必须设计成有另另一个复合对象是原因分析 有另另一个聚集,如List或Set。

  源代码

  能必须看多,抽象访问者角色为每有另另一个具体节点都准备了有另另一个访问操作。是原因分析 有有另另一个节点,或者,对应时会有另另一个访问操作。

public interface Visitor {
    /**
     * 对应于NodeA的访问操作
     */
    public void visit(NodeA node);
    /**
     * 对应于NodeB的访问操作
     */
    public void visit(NodeB node);
}

  具体访问者VisitorA类

public class VisitorA implements Visitor {
    /**
     * 对应于NodeA的访问操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        System.out.println(node.operationA());
    }
    /**
     * 对应于NodeB的访问操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        System.out.println(node.operationB());
    }

}

  具体访问者VisitorB类

public class VisitorB implements Visitor {
    /**
     * 对应于NodeA的访问操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        System.out.println(node.operationA());
    }
    /**
     * 对应于NodeB的访问操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        System.out.println(node.operationB());
    }

}

  抽象节点类

public abstract class Node {
    /**
     * 接受操作
     */
    public abstract void accept(Visitor visitor);
}

  具体节点类NodeA

public class NodeA extends Node{
    /**
     * 接受操作
     */
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    /**
     * NodeA特有的最好的办法
     */
    public String operationA(){
        return "NodeA";
    }

}

  具体节点类NodeB

public class NodeB extends Node{
    /**
     * 接受最好的办法
     */
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    /**
     * NodeB特有的最好的办法
     */
    public String operationB(){
        return "NodeB";
    }
}

  特性对象角色类,你这种特性对象角色持有有另另一个聚集,并向外界提供add()最好的办法作为对聚集的管理操作。通过调用你这种最好的办法,能必须动态地增加有另另一个新的节点。

public class ObjectStructure {
    
    private List<Node> nodes = new ArrayList<Node>();
    
    /**
     * 执行最好的办法操作
     */
    public void action(Visitor visitor){
        
        for(Node node : nodes)
        {
            node.accept(visitor);
        }
        
    }
    /**
     * 上加有另另一个新元素
     */
    public void add(Node node){
        nodes.add(node);
    }
}

  客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建有另另一个特性对象
        ObjectStructure os = new ObjectStructure();
        //给特性增加有另另一个节点
        os.add(new NodeA());
        //给特性增加有另另一个节点
        os.add(new NodeB());
        //创建有另另一个访问者
        Visitor visitor = new VisitorA();
        os.action(visitor);
    }

}

  好的反义词在你这种示意性的实现里并这样出现有另另一个错综复杂的具有多个树枝节点的对象树特性,或者,在实际系统中访问者模式通常是用来补救错综复杂的对象树特性的,或者访问者模式能必须用来补救跨过多个等级特性的树特性什么的什么的问题 。这正是访问者模式的功能强大之处。

  准备过程时序图

  首先,你这种示意性的客户端创建了有另另一个特性对象,或者将有另另一个新的NodeA对象和有另另一个新的NodeB对象传入。

  其次,客户端创建了有另另一个VisitorA对象,并将此对象传给特性对象。

  或者,客户端调用特性对象聚集管理最好的办法,将NodeA和NodeB节点加入到特性对象中去。

  最后,客户端调用特性对象的行动最好的办法action(),启动访问过程。

  

  访问过程时序图

  

  特性对象会遍历它个人所保存的聚集中的所有节点,在本系统中或者节点NodeA和NodeB。首先NodeA会被访问到,你这种访问是由以下的操作组成的:

  (1)NodeA对象的接受最好的办法accept()被调用,并将VisitorA对象有一种传入;

  (2)NodeA对象反过来调用VisitorA对象的访问最好的办法,并将NodeA对象有一种传入;

  (3)VisitorA对象调用NodeA对象的特有最好的办法operationA()。

  从而就完成了双重分类分类整理过程,接着,NodeB会被访问,你这种访问的过程和NodeA被访问的过程是一样的,这里不再叙述。

  ●  好的扩展性

  都都后能 在不修改对象特性中的元素的情况下,为对象特性中的元素上加新的功能。

  ●  好的复用性

  能必须通过访问者来定义整个对象特性通用的功能,从而提高复用程度。

  ●  分离无关行为

  能必须通过访问者来分离无关的行为,把相关的行为封装进去一起,构成有另另一个访问者,或者每有另另一个访问者的功能都比较单一。

  ●  对象特性变化很困难

  不适用于对象特性中的类无缘无故变化的情况,是原因分析 对象特性处于了改变,访问者的接口和访问者的实现时会处于相应的改变,代价太高。

  ●  破坏封装

  访问者模式通常需用对象特性开放实物数据给访问者和ObjectStructrue,这破坏了对象的封装性。