Design Pattern: Visitor 模式

在Java中所有的物件都继承自Object物件，这样作的优点之一，就是使得一些集合物件的资料结构容易管理，例如您可以将任何型态的物件放入Vector中。

然而现在有个问题是，如果您的集合（connection）物件中不仅储存一种型态的物件，如果想要对这些物件作出一些个别化的操作，首要条件就是要知道该物件的型态，使用 instanceof 似乎是个不错的方式，在程式简单的情况下，也许您会这么作：

 public class ElementA {
    // some implementing
 }
 
 public class ElementB {
    // some implementing
 }

 public class ElementC {
    // some implementing
 }

 // ......

    Iterator iterator = arrayList.iterator()
    while (iterator.hasNext()) {
        if (o instanceof ElementA)
　　 　　   (ElementA) o.operationA();
        else if (o instanceof ElementB)
　　 　     (ElementB) o.operationB();
　　    else if (o instanceof ElementC)
　　 　     (ElementC) o.operationC();
　　    else
　　 　     System.out.println(
                  "Sorry! I don't know who you are! "
                   + o.toString());
        //....
    }

    //....

 
这么作并不是不可以，只是将来的扩充性不大，如果今天您想要一次改变对每一种类型物件的操作，您必须修改很多地方。

从物件自身的角度来想好了，物件在一个个的房子中，物件说：“不要在房子外费尽心思判断了，即然您不知道我是谁，那么您就进来访问我好了，我告诉您我是谁，这么一来您就知道如何操作我了！”

用程式来实现上面这个描述：

• IElement.java

public interface IElement { 
    public void accept(IVisitor visitor); 
} 

 

• ElementA.java

public class ElementA implements IElement { 
    public void accept(IVisitor visitor) { 
        visitor.visit(this); 
    }

    public void operationA() { 
        System.out.println(
              "do A's job....such-and-such...."); 
    } 
} 

 

• ElementB.java

public class ElementB implements IElement { 
    public void accept(IVisitor visitor) { 
        visitor.visit(this); 
    }

    public void operationB() { 
        System.out.println(
           "do B's job....such-and-such...."); 
    }
} 

 

• ElementC.java

public class ElementC implements IElement { 
    public void accept(IVisitor visitor) { 
        visitor.visit(this); 
    }

    public void operationC() { 
        System.out.println(
            "do C's job....such-and-such...."); 
    } 
} 

 

• IVisitor.java

public interface IVisitor { 
    public void visit(ElementA element); 
    public void visit(ElementB element); 
    public void visit(ElementC element); 
}  

 

• VisitorA.java

public class VisitorA implements IVisitor { 
    public void visit(ElementA element) { 
        element.operationA(); 
    }

    public void visit(ElementB element) { 
        element.operationB(); 
    }

    public void visit(ElementC element) { 
        element.operationC(); 
    } 
}  

 

• Main.java

public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
        // know nothing about their type 
        // after storing them into Element array 
        IElement[] list = {new ElementA(), 
                           new ElementB(), 
                           new ElementC()}; 

        IVisitor visitor = new VisitorA();

        for (int i=0; i < list.length; i++) 
            list[i].accept(visitor); 
    } 
} 

Visitor访问是基于overload来完成，对于每一个实现IElement的物件来说，它接受IVisitor来访问它，在accept()方法中，IVisitor使用正确的方法来访问IElement（显然的，这么部份可以靠不同的函式名称，或是overload来达成），并在visit() 中对IElement作出对应的操作，如果您今天想要换掉每一个IElement的操作，只要更换IVisitor类型的物件就可以了，也就是这行：

 // IVisitor visitor = new VisitorA();
 // 换掉一个IVisitor，就可以换掉所有的操作
 // 不用修改多个地方
 IVisitor visitor = new VisitorB();

 

举个实际的例子，假设VisitorA只是个懒惰的推销员好了，今天有一个比较勤快的推销员VisitorB，在访问过IElement之后，会对 IElement作出更多的操作，要在程式中实现VisitorB，只要增加一个VisitorB类别就可以了：

• VisitorB.java

public class VisitorB implements IVisitor { 
    public void visit(ElementA element) { 
        System.out.println("VisitorB is a hard worker...."); 
        element.operationA(); 
        System.out.println(
            "I want to do some extra work on A...."); 
    }

    public void visit(ElementB element) { 
        System.out.println("VisitorB is a hard worker...."); 
        element.operationB(); 
        System.out.println(
                   "I want to do some extra work on B...."); 
    }

    public void visit(ElementC element) { 
        System.out.println("VisitorB is a hard worker...."); 
        element.operationC(); 
        System.out.println(
                  "I want to do some extra work on C...."); 
    } 
} 

改一下Main来示范：

• Main.java

public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
        IElement[] list = {new ElementA(), 
                           new ElementB(), 
                           new ElementC()}; 

        System.out.println("visitorA is coming......."); 
        IVisitor visitorA = new VisitorA(); 
        for (int i=0; i < list.length; i++) 
           list[i].accept(visitorA);

        System.out.println("\nvisitorB is coming......."); 
        IVisitor visitorB = new VisitorB(); 
        for (int i=0; i < list.length; i++) 
            list[i].accept(visitorB); 
    } 
} 

在范例中的System.out.println();只是个示意，它也可能是您对IElement的额外方法的直接调用。

在Java World中有一篇文章，提到可以利用reflection来改进使用访问者模式时的弹性，有兴趣的可以进一步参考一下Reflect on the Visitor design pattern。