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【设计模式篇】访问者模式（Visitor）

2022-09-08 08:31:14 作者：互联网

访问者模式

定义（GoF）：表示一个作用于某对象结构中的各种操作，它使你在不改变各个元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

先通过结构图，来了解访问者模式

应用场景

我们先看一下访问者模式中都有哪些角色
实际上访问者模式中有三类对象，访问者、元素对象、对象结构，核心要做的事情都是在具体的访问者中进行

抽象访问者：定义了一些抽象方法，方法数量通常与具体的元素对象个数相同，同时这些方法会依赖于具体元素对象。
具体访问者对象：继承抽象访问者类，实现抽象方法，并根据当前访问者表达的含义，构建成员方法的逻辑。
抽象元素：可以对某一类对象进行抽象，并且这些对象种类比较稳定，同时定义一个抽象方法，方法会依赖于抽象访问者，通常此方法名被定义为Accept。
具体元素对象：继承抽象元素类，实现抽象方法，通常方法内逻辑比较固定，通过访问者调用访问者方法visitor，并将当前元素类的引用作为参数传入其中。
对象结构：对元素对象进行集合存储，向外提供对元素对象的添加、删除等操作，一般会提供一个方法，参数是访问者对象，通过访问者对象的Visit方法，对集合中元素进行遍历调用。

访问者模式适用于对象种类相对稳定的场景，它解决的实际上是将对象与作用于对象的行为进行分离解耦，使得在不更改对象结构的前提下，可以更灵活地对作用于对象的行为操作进行更改。

示例应用

场景一：
比如一天有三个重要时刻，分别为早中晚，我们对Harley、Baffett进行调查，观察他们在这些时刻都做了什么事情。

因为早中晚是相对稳定的时刻，我们可以将早中晚三个时刻声明三个元素对象，把Harley、Buffett声明为两个具体访问者对象，然后会在具体访问者对象中描述访问者的具体行为。

示例结构图

Environment：
Visual Studio Code、.Net 6

相关命令：

// 创建项目文件夹
mkdir DesignPattern
// 创建项目文件
dotnet new sln
// 创建访问者控制台文件夹
mkdir DesignPattern.Visitor.Console
// 创建访问者控制台项目
dotnet new console
// 运行项目
dotnet run

代码片段一

public abstract class TimeElement
{
    public TimeSpan Begin { get; set; }
    public TimeSpan End { get; set; }
    public abstract void Accept(Visitor visitor);
}

public class MorningTimeElement : TimeElement
{
    public MorningTimeElement()
    {
        Begin = TimeSpan.FromHours(6);
        End = TimeSpan.FromHours(11);
    }
    public override void Accept(Visitor visitor)
    {
        visitor.Visit(this);
    }
}

public class MorningTimeElement : TimeElement
{
    public MorningTimeElement()
    {
        Begin = TimeSpan.FromHours(6);
        End = TimeSpan.FromHours(11);
    }
    public override void Accept(Visitor visitor)
    {
        visitor.Visit(this);
    }
}

public class AfterNoonElement : TimeElement
{
    public AfterNoonElement()
    {

        Begin = TimeSpan.FromHours(13);
        End = TimeSpan.FromHours(18);
    }
    public override void Accept(Visitor visitor)
    {
        visitor.Visit(this);
    }
}

代码片段二

public abstract class Visitor
{
    public abstract void Visit(MorningTimeElement timeElement);
    public abstract void Visit(NoonTimeElement timeElement);
    public abstract void Visit(AfterNoonElement timeElement);
}

public class HarleyVisitor : Visitor
{
    public override void Visit(MorningTimeElement timeElement)
    {
        System.Console.WriteLine($"Harley 在 {timeElement.Begin:hh\\:mm} 起床，然后开始学习、工作，在 {timeElement.End:hh\\:mm}开始午休");
    }

    public override void Visit(NoonTimeElement timeElement)
    {
        System.Console.WriteLine($"Harley 在 {timeElement.Begin:hh\\:mm} 准备吃午餐，并在{timeElement.End:hh\\:mm}前进行午睡");
    }

    public override void Visit(AfterNoonElement timeElement)
    {
        System.Console.WriteLine($"Harley 在 {timeElement.Begin:hh\\:mm} 开始工作，在 {timeElement.End:hh\\:mm} 下班休息");
    }
}

public class BuffettVisitor : Visitor
{
    public override void Visit(MorningTimeElement timeElement)
    {
        System.Console.WriteLine($"Buffett 在 {timeElement.Begin:hh\\:mm} 还在睡梦中，大约45分钟后起床，然后开始准备开会，在 {timeElement.End:hh\\:mm}开始午休");
    }

    public override void Visit(NoonTimeElement timeElement)
    {
        System.Console.WriteLine($"Buffett 在 {timeElement.Begin:hh\\:mm} 准备吃午餐，并在{timeElement.End:hh\\:mm}前进行准备下午会议");
    }

    public override void Visit(AfterNoonElement timeElement)
    {
        System.Console.WriteLine($"Buffett 在 {timeElement.Begin:hh\\:mm} 开始进行下午会议，在 {timeElement.End:hh\\:mm} 下班休息");
    }
}

代码片段三

public class ObjectStructure
{
    private IList<TimeElement> elements = new List<TimeElement>();

    public void Add(TimeElement element) => elements.Add(element);

    public void Delete(TimeElement element) => elements.Remove(element);

    public void Accept(Visitor visitor)
    {
        foreach (var item in elements)
        {
            item.Accept(visitor);
        }
    }
}

客户端

Console.WriteLine("Hello, Harley!");
Console.OutputEncoding = System.Text.Encoding.UTF8;

var morningElement = new MorningTimeElement();
var noonElement = new NoonTimeElement();
var afterNoonElement = new AfterNoonElement();

var objectStructure = new ObjectStructure();
objectStructure.Add(morningElement);
objectStructure.Add(noonElement);
objectStructure.Add(afterNoonElement);

var buffettVisitor = new BuffettVisitor();
var harleyVisitor = new HarleyVisitor();

System.Console.WriteLine("******buffett visitor");
objectStructure.Accept(buffettVisitor);
System.Console.WriteLine("******harley visitor");
objectStructure.Accept(harleyVisitor);

Console.Read();

在控制台执行dotnet run，结果如下：

总结
访问者模式是行为型设计模式，关注的是对象与行为的分离。适用于对象结构相对稳定，作用于对象结构上的操作又可以独立演化的场景。在对象结构上增加操作就是创建一个具体的访问者对象，并且完全遵循了开闭原则，降低了对象与行为的耦合性，但是它同时也有很大的缺点，不适用于对象结构易于变化的场景，同时违反了依赖倒置原则、迪米特法则。

所以，只有在业务比较合适的场景，才能发挥访问者模式的优势。

优点：

增加新的操作很容易，只需要添加一个具体的访问者对象，无需变动对象结构、元素对象。
遵循了开闭原则，使得增加新的处理逻辑变得简单。
遵循了里氏替换原则。

缺点：

对象结构增加新的对象会很困难。
违反了依赖倒置原则，抽象不依赖于细节，细节依赖于抽象，因为在抽象访问者的方法中，依赖了具体元素的实现。
违反了迪米特法则，最小知道原则。

References:

《Head First 设计模式》
《大话设计模式》

标签：timeElement,对象,Visitor,void,Visit,设计模式,public,访问者
来源： https://www.cnblogs.com/harley-chang/p/16667973.html