JAVA设计模式21：访问者模式，在不修改对象结构的情况下，定义新的对象

作者主页：Designer 小郑 作者简介：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN博客专家，阿里云社区专家博主，蓝桥云课讲师。

一、什么是访问者模式

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它允许你在不修改对象结构的情况下，定义对象的新操作。

访问者模式将对象的操作从对象的类中分离出来，并放置在独立的访问者类中，使得可以在不修改被访问的类的前提下，通过访问者来定义新的操作。

在访问者模式中，有以下

个关键角色，请同学们认真学习。

访问者（Visitor）：定义了对于每个具体元素（Element）访问的行为，它通常包含多个 visit() 方法，每个方法对应一个具体元素的访问操作。
具体访问者（Concrete Visitor）：实现了访问者接口，定义了对具体元素的访问操作逻辑。
元素（Element）：定义了 accept() 方法，该方法接收一个访问者对象作为参数，将自身传递给访问者对象进行操作。
具体元素（Concrete Element）：实现了元素接口，具体元素将自身传递给访问者对象进行操作。
对象结构（Object Structure）：包含元素对象的容器，可以是集合、数组、列表等。提供了迭代器或类似的方式来遍历容器中的元素，以便访问者可以访问所有具体元素。

在访问者模式中，通过访问者对象的不同实现，可以对对象结构中的具体元素进行不同的操作，而不需要修改元素的类。这样做的好处是可以将操作和元素的结构解耦，从而使得扩展新的操作变得简单，符合开闭原则。

访问者模式通常用于数据结构相对稳定，但操作频繁变化的场景。

二、访问者模式实例

下面是一个使用 Java 实现访问者模式的示例代码，请同学们复制到本地执行。

首先，我们需要定义访问者接口和具体访问者实现，代码如下。

代码语言：javascript复制

// 访问者接口
interface Visitor {
    void visit(ConcreteElementA element);
    void visit(ConcreteElementB element);
}

// 具体访问者实现
class ConcreteVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(ConcreteElementA element) {
        System.out.println("访问者对元素A进行操作");
    }

    @Override
    public void visit(ConcreteElementB element) {
        System.out.println("访问者对元素B进行操作");
    }
}

接下来，我们定义元素接口和具体元素实现，代码如下。

代码语言：javascript复制

// 元素接口
interface Element {
    void accept(Visitor visitor);
}

// 具体元素实现A
class ConcreteElementA implements Element {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

// 具体元素实现B
class ConcreteElementB implements Element {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

最后，我们定义对象结构和进行访问操作的客户端，代码如下。

代码语言：javascript复制

// 对象结构
class ObjectStructure {
    private List<Element> elements = new ArrayList<>();

    public void addElement(Element element) {
        elements.add(element);
    }

    public void removeElement(Element element) {
        elements.remove(element);
    }

    public void accept(Visitor visitor) {
        for (Element element : elements) {
            element.accept(visitor);
        }
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();
        objectStructure.addElement(new ConcreteElementA());
        objectStructure.addElement(new ConcreteElementB());

        Visitor visitor = new ConcreteVisitor();
        objectStructure.accept(visitor);
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个访问者接口和具体访问者实现。

然后定义了元素接口和具体元素实现。

接着定义了对象结构，即包含元素对象的容器，并提供了接收访问者进行访问的方法。

最后，在客户端中使用对象结构和具体访问者进行访问操作。

当客户端运行时，访问者对象将按照定义的操作对每个具体元素进行访问。

例如，对于元素A，访问者会执行“访问者对元素A进行操作”的操作，这样就实现了通过访问者对元素进行不同操作的目的。

三、访问者模式的应用场景

访问者模式可以在以下

种情况下使用，请同学们认真学习。

对象结构相对稳定但操作频繁变化：当对象结构中的元素类相对稳定,但需要频繁添加新的操作时,使用访问者模式可以方便地扩展新的操作,而无需修改元素类的代码。
需要对一个对象结构中的元素进行不同的操作：如果需要对一个对象结构中的元素进行多种不同的操作,并且这些操作彼此之间没有太大关联,可以使用访问者模式来将这些操作解耦,使得每个操作都有独立的访问者进行处理。
数据结构和操作分离：当需要对数据结构和操作进行分离,从而使得数据结构的类职责更加单一、清晰,操作的变化不会对数据结构造成影响时,可以考虑使用访问者模式。
扩展性要求高：访问者模式提供了一种灵活的扩展方式,可以方便地增加新的访问者类和元素类,从而满足系统的扩展需求。

常见的应用场景包括以下几种，请同学认真学习。

编译器、解释器的实现：在编译器和解释器中,常常需要对抽象语法树（AST）进行不同的操作,比如语法检查、语义分析、代码生成等。访问者模式可以将这些操作从AST的类中分离出来,通过访问者来实现。
XML文档处理：在XML文档处理中,我们常常需要对XML文档中的不同元素进行解析和操作。访问者模式可以将对XML元素的操作从解析器中分离出来,通过访问者来实现。
文件系统的遍历：在文件系统的遍历中,我们需要对不同类型的文件进行不同的操作,比如查找、复制、删除等。访问者模式可以将对文件的操作和文件系统的结构进行解耦,通过访问者来处理不同类型的文件。

访问者模式适用于对象结构相对稳定，但需要频繁添加新的操作或对对象结构中的元素进行多种不同的操作的情况下，它能够提供一种灵活的扩展方式，同时也能够使得代码结构更加清晰、可维护性更高。

四、访问者模式面试题

什么是访问者模式？访问者模式的作用是什么？
请解释访问者模式的核心组件和它们之间的关系。
访问者模式中的四个角色分别是什么？
请简要描述访问者模式的工作原理和基本流程。
什么时候应该使用访问者模式？能否举一个实际的应用场景？
访问者模式和其他模式（如迭代器模式、策略模式）有什么区别和联系？
访问者模式的优缺点是什么？
如何在Java中实现访问者模式？是否可以给出一个示例代码？
如何扩展访问者模式以支持新的操作或新的元素类型？
访问者模式是否有一些常见的变种或扩展形式？

java 数据结构对象接口设计模式

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