旧访客设计模式的新生活

介绍

访客 [1、2]是众所周知的经典设计模式。有很多资源对其进行了详细说明。在不深入研究实现的情况下，我将简要提醒一下该模式的概念，解释其优点和缺点，并提出一些可以使用Java编程语言轻松应用于其的改进。

古典游客

[Visitor] 允许在运行时将一个或多个操作应用于一组对象，从而将操作与对象结构分离。

（四人帮）

该模式基于通常称为的接口。 Visitable具有由模型类和一组来实现Visitors实现为每个相关的模型类方法（算法）。

 public interface Visitable { public void accept(Visitor visitor);  }  public class Book implements Visitable { ....... @Override public void accept(Visitor visitor) {visitor.visit( this )}; .......  }  public class Cd implements Visitable { ....... @Override public void accept(Visitor visitor) {visitor.visit( this )}; .......  }  Visitor { interface Visitor { public void visit(Book book); public void visit(Magazine magazine); public void visit(Cd cd);  }

现在我们可以实现各种visitors ，例如

PrintVisitor是提供打印Visitable
DbVisitor其存储在数据库中的DbVisitor ，
将其添加到购物车的ShoppingCart

等等

访客模式的缺点

visit()方法的返回类型必须在设计时定义。实际上，在大多数情况下，这些方法是void 。
accept()方法的实现在所有类中都是相同的。显然，我们更喜欢避免代码重复。
每次添加新的模型类时，每个visitor必须更新，因此维护变得很困难。
对于某些visitor ，某些模型类不可能有可选的实现。例如，可以通过电子邮件将软件发送给买方，而不能发送牛奶。但是，两者都可以使用传统的邮寄方式递送。因此， EmailSendingVisitor不能实现方法visit(Milk)但可以实现visit(Software) 。可能的解决方案是引发UnsupportedOperationException但调用者无法提前知道在调用该方法之前将引发此异常。

经典访客模式的改进

返回值

首先，让我们将返回值添加到Visitor接口。通用定义可以使用泛型来完成。

 public interface Visitable { public <R> R accept(Visitor<R> visitor);  }  interface Visitor<R> { public R visit(Book book); public R visit(Magazine magazine); public R visit(Cd cd);  }

好吧，这很容易。现在，我们可以将任何能带来价值的Visitor应用于我们的图书。例如， DbVisitor可能返回DB（整数）中已更改记录的数量，而ToJson访问者可能会将我们对象的JSON表示形式返回为String。（该示例可能不太有机，在现实生活中，我们通常使用其他技术将对象序列化为JSON，但是就其在理论上可以使用Visitor模式而言，已经足够了）。

默认实现

接下来，让我们感谢Java 8在接口内保留默认实现的能力：

 public interface Visitable<R> { default R accept(Visitor<R> visitor) { return visitor.visit( this ); }  }

现在，实现Visitable类本身不必实现>visit() ：在大多数情况下，默认实现就足够了。

上面建议的改进解决了缺点＃1和＃2。

单访客

让我们尝试应用进一步的改进。首先，让我们定义接口MonoVisitor如下：

 public interface MonoVisitor<T, R> { R visit(T t);  }

Visitor名称已更改为MonoVisitor以避免名称冲突和可能的混淆。通过这本书， visitor定义了许多重载方法visit() 。他们每个人都为每个Visitable接受不同类型的参数。因此，根据定义， Visitor不能是通用的。必须在项目级别上定义和维护它。 MonoVisitor仅定义一种方法。类型安全由泛型保证。即使使用不同的通用参数，单个类也无法多次实现相同的接口。这意味着即使将MonoVisitor多个实现分为一组，我们也必须保留它们。

功能参考，而不是访客

由于MonoVisitor只有一种业务方法，因此我们必须为每个模型类创建实现。但是，我们不想创建单独的顶级类，而是希望将它们分组为一个类。这个新的visitor在各种Visitable类与java.util.Function实现之间持有Map，并将visit()方法的调用分派给特定的实现。

因此，让我们看一下MapVisitor。

 public class MapVisitor<R> implements Function<Class<? extends Visitable>, MonoVisitor<? extends Visitable, R>> { private final Map<Class<? extends Visitable>, MonoVisitor<? extends Visitable, R>> visitors; MapVisitor(Map<Class<? extends Visitable>, MonoVisitor<? extends Visitable, R>> visitors) { this .visitors = visitors; } @Override public MonoVisitor apply(Class clazz) { return visitors.get(clazz); }  }

MapVisitor

实现Function
为了检索特定的实现（为便于阅读，此处省略了完整的泛型；有关详细定义，请查看代码段）
接收映射中类和实现之间的映射
检索适合给定类的特定实现

MapVisitor具有程序包专用的构造函数。使用特殊构建器完成的MapVisitor初始化非常简单且灵活：

 MapVisitor<Void> printVisitor = MapVisitor.builder(Void. class ) .with(Book. class , book -> {System.out.println(book.getTitle()); return null ;}) .with(Magazine. class , magazine -> {System.out.println(magazine.getName()); return null ;}) .build();

MapVisitor的用法类似于传统的Visitor ：

 someBook.accept(printVisitor);  someMagazine.accept(printVisitor);

我们的MapVisitor还有一个好处。必须实现在传统访问者的接口中声明的所有方法。但是，通常无法实现某些方法。

例如，我们想要实现演示动物可以执行的各种动作的应用程序。用户可以选择一种动物，然后通过从菜单中选择特定的动作来使它做某事。

这是动物名单： Duck, Penguin, Wale, Ostrich 这是动作列表： Walk, Fly, Swim. 我们决定按操作设置访问者： WalkVisitor, FlyVisitor, SwimVisitor 。鸭子可以做所有三个动作，企鹅不能飞，瓦尔只能游泳，鸵鸟只能行走。因此，如果用户试图使Wale走路或Ostrich飞行，我们决定抛出异常。但是这种行为不是用户友好的。确实，用户只有在按下操作按钮时才会收到错误消息。我们可能更希望禁用不相关的按钮。 MapVisitor允许此操作而无需其他数据结构或代码重复。我们甚至不必定义new或扩展任何其他接口。相反，我们更喜欢使用标准接口java.util.Predicate ：

 public class MapVisitor<R> implements Function<Class<? extends Visitable>, MonoVisitor<? extends Visitable, R>>, Predicate<Class<? extends Visitable>> { private final Map<Class<? extends Visitable>, MonoVisitor<? extends Visitable, R>> visitors; ............... @Override public boolean test(Class<? extends Visitable> clazz) { return visitors.containsKey(clazz); }  }

现在我们可以调用函数test()来定义是否必须启用或显示选定动物的操作按钮。

github上提供了此处使用的示例的完整源代码。