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wzjs 2025/9/16 20:06:13
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访问者设计模式

  • 🚩什么是访问者设计模式？
  • 🚩访问者设计模式的特点
  • 🚩访问者设计模式的结构
  • 🚩访问者设计模式的优缺点
  • 🚩访问者设计模式的Java实现
  • 🚩代码总结
  • 🚩总结

🚩什么是访问者设计模式？

访问者设计模式（Visitor Pattern） 是一种 行为型设计模式，它允许你将算法与对象结构分离，使得可以在不修改现有对象结构的情况下定义新的操作。访问者模式将相关操作集中到一个访问者对象中，而不是分散在各个元素类中。

使用场景

  • 当需要对一个复杂对象结构（如组合结构）中的元素执行多种不同操作时

  • 当对象结构中的元素类很少变化，但需要经常定义新操作时

  • 当需要避免"污染"元素类，将相关操作集中管理时

  • 适用于 编译器语法树分析、文档处理、报表生成 等场景

🚩访问者设计模式的特点

  • 双重分派：通过两次方法调用实现动态绑定

  • 操作集中化：将相关操作集中到访问者对象中

  • 数据结构稳定：对象结构中的元素类很少变化

  • 扩展性好：新增操作只需添加新的访问者类

  • 访问权限高：访问者可以访问元素类的内部状态

🚩访问者设计模式的结构

访问者模式主要包含以下部分：

  • Visitor（抽象访问者）：声明访问各种具体元素的接口

  • ConcreteVisitor（具体访问者）：实现抽象访问者声明的操作

  • Element（抽象元素）：定义accept方法接受访问者

  • ConcreteElement（具体元素）：实现accept方法

  • ObjectStructure（对象结构）：维护元素集合，提供访问入口

图例：

在这里插入图片描述

🚩访问者设计模式的优缺点

✅ 优点

  • 增加新操作容易：只需增加新的访问者类

  • 操作集中管理：相关行为集中在一个访问者中

  • 访问者可以累积状态：在遍历过程中收集信息

  • 符合单一职责原则：将相关操作分离到不同访问者

  • 数据结构和操作解耦：数据结构可以独立演化

❌ 缺点

  • 增加新元素类困难：每增加一个元素类都要修改访问者接口

  • 破坏封装性：访问者需要访问元素的内部状态

  • 违反依赖倒置原则：具体元素依赖具体访问者

  • 复杂度高：对简单结构使用访问者模式可能过度设计

🚩访问者设计模式的Java实现

代码地址：GitHub

  • 定义一个访问者接口Visitor 
/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Visitor* @Description 访问者接口* @date 2025/3/26 14:02**/
public interface Visitor {public void visitStudent(Student student); // 访问学生public void visitTeacher(Teacher teacher); // 访问老师
}

  • 创建具体的访问者Visitor1 和 Visitor2，用于实现不同的统计逻辑

    • Visitor1
    /*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Visitor1* @Description 访问者1* @date 2025/3/26 14:09**/
public class Visitor1 implements Visitor { // 访问者1：统计年龄总和private int studentAgeSum = 0;private int teacherAgeSum = 0;public int getStudentAgeSum() {return studentAgeSum;}public int getTeacherAgeSum() {return teacherAgeSum;}@Overridepublic void visitStudent(Student student) {System.out.println("访问者1访问学生：" + student.getName() + " 年龄：" + student.getAge());studentAgeSum += student.getAge();}@Overridepublic void visitTeacher(Teacher teacher) {System.out.println("访问者1访问老师：" + teacher.getName() + " 年龄：" + teacher.getAge());teacherAgeSum += teacher.getAge();}
}
    • Visitor2
    /*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Visitor2* @Description 访问者2* @date 2025/3/26 14:11**/
public class Visitor2 implements Visitor {// 访问者2：求最高成绩和工龄private int maxScore = -1;private int maxWorkYear = -1;public int getMaxScore() {return maxScore;}public int getMaxWorkYear() {return maxWorkYear;}@Overridepublic void visitStudent(Student student) {System.out.println("访问者2访问学生：" + student.getName() + " 成绩：" + student.getScore());maxScore = Math.max(maxScore, student.getScore());}@Overridepublic void visitTeacher(Teacher teacher) {System.out.println("访问者2访问老师：" + teacher.getName() + " 工龄：" + teacher.getWorkYear());maxWorkYear = Math.max(maxWorkYear, teacher.getWorkYear());}
}

  • 创建抽象类Person，定义Accept方法接受访问者

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Person* @Description 抽象类, 定义accept方法接受访问者* @date 2025/3/26 14:04**/
public abstract class Person {private String name;private int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}public abstract void Accept(Visitor visitor);
}

  • 创建两个具体的元素Student和Teacher，实现Accept方法

    • Student
    /*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Student* @Description 具体元素 学生* @date 2025/3/26 14:07**/
public class Student extends Person {private int score;public Student(String name, int age, int score) {super(name, age);this.score = score;}public int getScore() {return score;}@Overridepublic void Accept(Visitor visitor) {visitor.visitStudent(this);}
}
    • Teacher
    /*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Teacher* @Description 具体元素 老师* @date 2025/3/26 14:08**/
public class Teacher extends Person {private int workYear;public Teacher(String name, int age, int workYear) {super(name, age);this.workYear = workYear;}public int getWorkYear() {return workYear;}@Overridepublic void Accept(Visitor visitor) {visitor.visitTeacher(this);}
}

  • 创建对象结构PersonStructure ，维护元素集合并提供访问入口

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName PersonStructure* @Description 构造对象* @date 2025/3/26 14:13**/
public class PersonStructure {private List<Person> personList = new ArrayList<>();public PersonStructure() {personList.add(new Student("张三", 20, 70));personList.add(new Student("李四", 21, 80));personList.add(new Student("王五", 22, 90));personList.add(new Teacher("李老师", 26, 3));personList.add(new Teacher("陈老师", 27, 4));personList.add(new Teacher("刘老师", 28, 5));}public void Accept(Visitor visitor) {for (Person person : personList) {person.Accept(visitor);}}
}
  • 测试访问者模式
/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName VisitorPattern* @Description 测试访问者设计模式* @date 2025/3/26 14:16**/
public class VisitorPattern {public static void main(String[] args) {PersonStructure structure  = new PersonStructure();Visitor1 visitor1 = new Visitor1();System.out.println("访问者1的访问记录：");structure.Accept(visitor1);System.out.println("学生年龄的总和：" + visitor1.getStudentAgeSum() + " 老师年龄的总和：" + visitor1.getTeacherAgeSum());System.out.println("=========================================");Visitor2 visitor2 = new Visitor2();System.out.println("访问者2的访问记录：");structure.Accept(visitor2);System.out.println("学生的最高成绩：" + visitor2.getMaxScore() + " 老师的最高工龄：" + visitor2.getMaxWorkYear());}
}

📌 运行结果

在这里插入图片描述

🚩代码总结

  • Visitor 接口定义了对不同元素的访问操作

  • Visitor1 和 Visitor2 是具体访问者，实现不同的统计逻辑

  • Person 是抽象元素，定义accept方法接受访问者

  • Student 和 Teacher 是具体元素，实现accept方法

  • PersonStructure 是对象结构，维护元素集合并提供访问入口

  • 客户端可以轻松添加新的访问者而不修改现有类结构

🚩总结

  • 访问者设计模式 将算法与对象结构分离，便于新增操作

  • 核心是 双重分派机制，通过两次方法调用实现动态绑定

  • 适用于 数据结构稳定但操作频繁变化 的场景

✅ Java源码中的应用场景：

  • Java注解处理器(APT)：

    • 处理注解时使用访问者模式遍历语法树

遍历文件系统时使用访问者模式

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