访问者模式

荒流2021年10月10日大约 4 分钟约 1090 字

1. 概念

访问者模式是一种操作一组对象的操作，它的目的是可以在不改变各元素的类的前提下，允许新增不同的访问者，从而来定义对这些元素的新的操作。

访问者模式可以将数据结构和对数据结构的操作解耦，使得增加对数据结构的操作不需要去修改数据结构，也不必去修改原有的操作，再执行时再定义新的Visitor实现者就行了。

访问者模式的设计比较复杂，其一般有抽象访问者、具体访问者、抽象节点元素、具体节点元素、结构对象和客户端几种角色，其具体作用为：

抽象访问者（Visitor）——声明所有访问者需要的接口
具体访问者（ConcreteVisitor）——实现抽象访问者声明的接口
抽象节点元素（Element）——提供一个接口，能够接受访问者作为参数传递给节点元素
具体节点元素（ConcreteElement）——实现抽象节点元素声明的接口
结构对象（ObjectStructure）——提供一个接口，能够访问到所有的节点元素，一般作为一个集合特有节点元素的引用
客户端（Client）——分别创建访问者和节点元素的对象，调用访问者访问变量节点元素

2. 示例

我们将创建一个定义接受操作的 ComputerPart 接口。 Keyboard 、 Mouse 、 Monitor 和 Computer 是实现了 ComputerPart 接口的实体类。我们将定义另一个接口 ComputerPartVisitor，它定义了访问者类的操作。Computer 使用实体访问者来执行相应的动作。

最后，我们在客户端类 VisitorPatternDemo 中使用 Computer 、 ComputerPartVisitor 类来演示访问者模式的用法。

定义一个表示元素的接口

public interface ComputerPart {
    void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor);
}

创建扩展了上述类的实体类

public class Keyboard  implements ComputerPart {
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}

public class Monitor  implements ComputerPart {
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}

public class Mouse  implements ComputerPart {
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}

public class Computer implements ComputerPart {
   
   ComputerPart[] parts;
 
   public Computer(){
      parts = new ComputerPart[] {new Mouse(), new Keyboard(), new Monitor()};      
   } 
 
 
   @Override
   public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
      for (int i = 0; i < parts.length; i++) {
         parts[i].accept(computerPartVisitor);
      }
      computerPartVisitor.visit(this);
   }
}

定义一个表示访问者的接口

public interface ComputerPartVisitor {
   void visit(Computer computer);
   void visit(Mouse mouse);
   void visit(Keyboard keyboard);
   void visit(Monitor monitor);
}

创建实现了上述类的实体访问者

public class ComputerPartDisplayVisitor implements ComputerPartVisitor {
 
   @Override
   public void visit(Computer computer) {
      System.out.println("Displaying Computer.");
   }
 
   @Override
   public void visit(Mouse mouse) {
      System.out.println("Displaying Mouse.");
   }
 
   @Override
   public void visit(Keyboard keyboard) {
      System.out.println("Displaying Keyboard.");
   }
 
   @Override
   public void visit(Monitor monitor) {
      System.out.println("Displaying Monitor.");
   }
}

使用 ComputerPartDisplayVisitor 来显示 Computer 的组成部分

public class VisitorPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      ComputerPart computer = new Computer();
      computer.accept(new ComputerPartDisplayVisitor());
   }
}

执行程序，输出结果：

Displaying Mouse.
Displaying Keyboard.
Displaying Monitor.
Displaying Computer.

Javac中的访问者模式

Javac中的访问者模式——在Javac中，不同的编译阶段都定义了不同的访问者模式实现：

Vistor无疑是作为抽象访问者角色的，而TreeScanner, Enter, Attr, Gen, Flow等都是作为具体访问者角色的，每个访问者角色都定义了自己的访问规则。而Tree接口就是抽象节点元素，JCIf, JCTry, JCBreak, JCReturn等都是作为具体节点元素的，它们作为一个稳定的数据结构存在。其中的JCCompilationUnit作为结构对象持有整个语法树，而JavaCompiler就是Client了。它同时持有ObjectStructure和ConcreteElement对象，即可以使访问者访问节点元素。

下面再看看访问者是如何访问节点元素的，为什么不同的访问者可以访问同一套数据结构，而访问者的行为却可以各自不同，下图是访问者变量语法树的时序图：

Enter作为一个访问者，实现了抽象访问者Visitor中的所有接口，但是Enter这个访问者具体要实现什么功能由Enter自己定义。遍历这棵树使用统一接口accept，每个节点元素都实现这具accept接口，但是不同节点元素的accept的实现是不同的，以区分不同的节点元素对应不同的功能。

访问者模式

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2. 示例

Javac中的访问者模式

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