設計模式之Visitor

Visitor定義
作用於某個物件群中各個物件的操作。 它可以使你在不改變這些物件本身的情況下,定義作用於這些物件的新操作。

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物件一旦放入後,再取出時,這些類型就消失了。那麽我們勢必要用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,我們設計一個介面visitor訪問者:

public interface Visitor
{
　　 public void visitCollection(Collection collection);
　　 public void visitString(String string);
　　 public void visitFloat(Float float);
}

在這個介面中,將我們認爲Collection有可能的類別的類型放入其中。

有了訪問者,我們需要被訪問者,被訪問者就是我們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介面(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),

我們定義這個介面叫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。

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

好了,有了兩個介面,我們就要定義他們的具體實現(Concrete class):

public class ConcreteElement implements Visitable
{
　　 private String value;
　　 public ConcreteElement(String string) {
　　 　　 value = string;
　　 }
　　 //定義accept的具體內容 這裏是很簡單的一句呼叫
　　 public void accept(Visitor visitor) {
　　 　　 visitor.visitString(this);
　　 }
}

再看看訪問者的Concrete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(String string) {
　　 　　 System.out.println("'"+string+"'");
　　 }

　　 public void visitFloat(Float float) {
　　 　　 System.out.println(float.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。

至此,我們完成了Visitor模式基本架構。

使用Visitor模式的前提
物件群結構中(Collection) 中的物件類型很少改變,也就是說訪問者的身份類型很少改變,如上面中Visitor中的類型很少改變,如果需要增加新的操作,比如上例中我們在ConcreteElement具體實現外,還需要新的ConcreteElement2 ConcreteElement3。

可見使用Visitor模式是有前提的,在兩個介面Visitor和Visitable中,確保Visitor很少變化,變化的是Visitable,這樣使用Visitor最方便。

如果Visitor也經常變化, 也就是說,物件群中的物件類型經常改變,一般建議是,不如在這些物件類別中逐個定義操作。但是Java的Reflect技術解決了這個問題。

Reflect技術是在運行期間動態獲取物件類型和方法的一種技術,