访问差异类型的集合类--visitor模式入门

访问差异类型的集合类--visitor模式入门
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一，问题提出
访问同一类型的集合类是我们最常见的事情了，我们工作中这样的代码太常见了。

1 Iterator ie  =  list.iterator();
2 while (ie.hasNext()) {
3     Person p  =  (Person)ie.next();
4     p.doWork();
5 }

这种访问的特点是集合类中的对象是同一类对象Person，他们拥有功能的方法run,我们调用的恰好是这个共同的方法。
在大部份的情况下，这个是可以的，但在一些复杂的情况，如被访问者的继承结构复杂，被访问者的并不是同一类对象，
也就是说不是继承自同一个根类。方法名也并不相同。例如Java GUI中的事件就是一个例子。
例如这样的问题，有如下类和方法:
类：PA ,方法：runPA();
类：PB ,方法：runPB();
类：PC ,方法：runPC();
类：PD ,方法：runPD();
类：PE ,方法：runPE();
有一个集合类List
List list = new ArrayList();
list.add(new PA());
list.add(new PB());
list.add(new PC());
list.add(new PD());
list.add(new PE());
....
二:解决
要求能访问到每个类的对应的方法。我们第一反应应该是这样的。

 1 Iterator ie  =  list.iterator();
 2 while (ie.hasNext()) {
 3     Object obj  =  ie.next();
 4      if  (obj  instanceof  PA) {
 5         ((PA)obj).runPA();
 6     } else   if (obj  instanceof  PB) {
 7         ((PB)obj).runPB();
 8     } else   if (obj  instanceof  PC) {
 9         ((PC)obj).runPC();
10     } else   if (obj  instanceof  PD) {
11         ((PD)obj).runPD();
12     } else   if (obj  instanceof  PE) {
13         ((PE)obj).runPE();
14     }
15 }

三：新问题及分析解决
当数目变多的时候，维护if else是个费力气的事情：
仔细分析if,else做的工作，首先判断类型，然後根据类型执行相应的函数
如何才能解决这两个问题呢？首先想到的是java的多态，多态就是根据参数执行相应的内容，
能很容易的解决第二个问题，我们可以写这样一个类：

 1 public   class  visitor {
 2      public   void  run(PA pa) {
 3         pa.runPA();
 4     }
 5      public   void  run(PB pb) {
 6         pb.runPB();
 7     }
 8      public   void  run(PC pc) {
 9         pc.runPC();
10     }
11      public   void  run(PD pd) {
12         pd.runPD();
13     }
14      public   void  run(PE pe) {
15         pe.runPE();
16     }
17 }

这样只要调用run方法，传入对应的参数就能执行了。
还有一个问题就是判断类型。由于重载(overloading)是静态多分配（java语言本身是支持"静态多分配"的。
关于这个概念请看这里)所以造成重载只根据传入对象的定义类型，而不是实际的类型，所以必须在传入前就确定类型，
这可是个难的问题,因为在容器中对象全是Object，出来后要是判断是什么类型必须用
if (xx instanceof xxx)这种方法，如果用这种方法启不是又回到了原点，有没有什么更好的办法呢？

我们知到Java还有另外一个特点，覆写(overriding)，而覆写是"动态单分配"的（关于这个概念见这里)，
那如何利用这个来实现呢？看下边这个方法:
 我们让上边的一些类PA PB PC PD PE都实现一个接口P,加入一个方法,accept();

 1 public   void  accept(visitor v) {
 2      // 把自己传入1
 3     v.run( this );
 4 }
 5 然後在visitor中加入一个方法
 6 public   void  run(P p) {
 7      // 把自己传入2
 8     p.accept( this );
 9 }
10 // 这样你在遍历中可以这样写
11 Visitor v  =   new  Visitor();
12 Iterator ie  =  list.iterator();
13 while (ie.hasNext()) {
14     P p  =  (P)ie.next();
15         p.accept(v);
16     }
17 }

首先执行的是"把自己传入2"，在这里由于Java的特性，实际执行的是子类的accept(),也就是实际类的accept
然後是"把自己传入1"，在这里再次把this传入，就明确类型，ok我们巧妙的利用overriding解决了这个问题
其实归纳一下第二部分，一个关键点是"自己认识自己"，是不是很可笑。
其实在计算计技术领域的很多技术上看起来很高深的东西，其实就是现有社会中人的生活方式的一种映射
而且这种方式是简单的不能再简单的方式。上边的全部过程基本上是一个简单的visitor模式实现,visitor模式
已经是设计模式中比较复杂的模式了，但其实原理简单到你想笑。看看下边这个比喻也许你的理解会更深刻。

四：一个帮助理解的比喻：
题目：指挥工人工作
条件：你有10个全能工人，10样相同工作。
需求：做完工作
实现：大喊一声所有人去工作

条件变了，工人不是全能，但是工作相同，ok问题不大
条件再变,工作不是相同，但工人是全能，ok问题不大

以上三种情况在现实生活中是很少发生得，最多的情况是这样：
10个工人，每人会做一种工作，10样工作。你又一份名单Collection)写着谁做什么。但你不认识任何人
这个时候你怎么指挥呢，方案一：
你可以一个个的叫工人，然後问他们名字，认识他们，查名单，告诉他们做什么工作。
你可以直接叫出他们名字，告诉他们干什么，不需要知到他是谁。
看起来很简单。但如果你要指挥10万人呢 ？而且人员是流动的，每天的人不同，你每天拿到一张文档。
其实很简单，最常用的做法是，你把这份名单贴在墙上，然後大喊一声，所有人按照去看，按照自己的分配情况去做。
这里利用的关键点是"所有工人自己认识自己"，你不能苛求每个工人会做所有工作，不能苛求所有工作相同，但你
能要求所有工人都认识自己。

再想想我们开始的程序,每个工人对应着PA PB PC PD PE....
所有的工人都使工人P
每个工人会做的东西不一样runPA runPB runPC
你有一份名单Visitor（重载）记录着谁做什么工作。

看完上边这些，你是不是会产生如下的问题：
问题：为什么不把这些方法的方法名做成一样的，那就可以解决了。
例如，我们每个PA ,PB ,PC都加入一个run 方法，然後run内部再调用自己对应的runPx()方法。
答案：有些时候从不同的角度考虑，或者因为实现的复杂度早成很难统一方法名。
例如上边指挥人工作的例子的例子，其实run方法就是大叫一声去工作，因为每个工人只会做一种工作，所以能行
但我们不能要求所有人只能会做一种事情，这个要求很愚蠢。所以如果每个工人会干两种或者多种工作呢,
也就是我PA 有runPA() walkPA()等等方法， PB有runPB() climbPB()等等。。。
这个时候按照名单做事才是最好的办法。

五：作者的话
所以说模式中很多复杂的东西，在现实中其实是很基本的东西，多多代入代出能帮助理解模式。

看完本文，如果你对visitor模式有更多的兴趣，想了解更多请看如下几篇文章。
1,静态分派，动态分派，多分派，单分派 --------------   visitor模式准备
2,访问差异类型的集合类 ------------------------   visitor模式入门（本文）
3,visitor模式理论及学术概念-------------－-----   visitor模式深入
4，重载overloading和覆写overriding哪个更早执行--   visitor帮助篇
虽然排列顺序是1,2,3,4 但是我个人建议的学习方式是2,1,3,4因为这个顺序更方便一般人理解