Java 中的无环访问者模式：简化对象交互

约 3 分钟

无环访问者设计模式的意图

Java 中的无环访问者模式将操作与对象层次结构解耦，为各种应用程序提供灵活的设计。

无环访问者模式的详细解释，附带现实世界中的例子

现实世界中的例子

Java 中无环访问者模式的类比现实世界中的例子是博物馆导览系统，展示了这种设计模式的实际应用。想象一个拥有绘画、雕塑和历史文物等各种展品的博物馆。该博物馆有不同类型的导览（语音导览、人工导览、虚拟现实导览）来提供有关每个展品的详细信息。与其每次引入新导览类型时都修改展品，不如让每个导览都实现一个接口来访问不同的展品类型。这样，博物馆就可以添加新类型的导览，而无需修改现有展品，确保系统保持可扩展性和可维护性，而不会形成任何依赖循环。

通俗地说

无环访问者允许向现有的类层次结构添加函数，而无需修改层次结构。

WikiWikiWeb 说

无环访问者模式允许向现有的类层次结构添加新函数，而不会影响这些层次结构，也不会创建四重奏访问者模式固有的依赖循环。

Java 中无环访问者的编程示例

在这个 Java 示例中，我们有一个调制解调器类的层次结构，它说明了无环访问者模式。这个层次结构中的调制解调器需要由一个基于过滤条件（是 Unix 还是 DOS 兼容调制解调器）的外部算法访问。

以下是 调制解调器 层次结构。

public abstract class Modem {
    public abstract void accept(ModemVisitor modemVisitor);
}

public class Zoom extends Modem {

    // Other properties and methods...

    @Override
    public void accept(ModemVisitor modemVisitor) {
        if (modemVisitor instanceof ZoomVisitor) {
            ((ZoomVisitor) modemVisitor).visit(this);
        } else {
            LOGGER.info("Only ZoomVisitor is allowed to visit Zoom modem");
        }
    }
}

public class Hayes extends Modem {

    // Other properties and methods...

    @Override
    public void accept(ModemVisitor modemVisitor) {
        if (modemVisitor instanceof HayesVisitor) {
            ((HayesVisitor) modemVisitor).visit(this);
        } else {
            LOGGER.info("Only HayesVisitor is allowed to visit Hayes modem");
        }
    }
}

接下来，我们介绍 调制解调器访问者 层次结构。

public interface ModemVisitor {
}

public interface HayesVisitor extends ModemVisitor {
    void visit(Hayes hayes);
}

public interface ZoomVisitor extends ModemVisitor {
    void visit(Zoom zoom);
}

public interface AllModemVisitor extends ZoomVisitor, HayesVisitor {
}

public class ConfigureForDosVisitor implements AllModemVisitor {

    // Other properties and methods...

    @Override
    public void visit(Hayes hayes) {
        LOGGER.info(hayes + " used with Dos configurator.");
    }

    @Override
    public void visit(Zoom zoom) {
        LOGGER.info(zoom + " used with Dos configurator.");
    }
}

public class ConfigureForUnixVisitor implements ZoomVisitor {

    // Other properties and methods...

    @Override
    public void visit(Zoom zoom) {
        LOGGER.info(zoom + " used with Unix configurator.");
    }
}

最后，以下是访问者在实际应用中的情况。

public static void main(String[] args) {
    var conUnix = new ConfigureForUnixVisitor();
    var conDos = new ConfigureForDosVisitor();

    var zoom = new Zoom();
    var hayes = new Hayes();

    hayes.accept(conDos); // Hayes modem with Dos configurator
    zoom.accept(conDos); // Zoom modem with Dos configurator
    hayes.accept(conUnix); // Hayes modem with Unix configurator
    zoom.accept(conUnix); // Zoom modem with Unix configurator   
}

程序输出

09:15:11.125 [main] INFO com.iluwatar.acyclicvisitor.ConfigureForDosVisitor -- Hayes modem used with Dos configurator.
09:15:11.127 [main] INFO com.iluwatar.acyclicvisitor.ConfigureForDosVisitor -- Zoom modem used with Dos configurator.
09:15:11.127 [main] INFO com.iluwatar.acyclicvisitor.Hayes -- Only HayesVisitor is allowed to visit Hayes modem
09:15:11.127 [main] INFO com.iluwatar.acyclicvisitor.ConfigureForUnixVisitor -- Zoom modem used with Unix configurator.

无环访问者模式的类图

何时在 Java 中使用无环访问者模式

此模式可以用于

当您需要向现有层次结构添加新函数，而无需修改或影响该层次结构时。
当存在作用于层次结构的函数时，但这些函数本身并不属于层次结构。例如，ConfigureForDOS / ConfigureForUnix / ConfigureForX 问题。
当您需要根据对象的类型对对象执行非常不同的操作时。
当被访问的类层次结构将经常用 Element 类的新的派生类进行扩展时。
当 Element 的派生类的重新编译、重新链接、重新测试或重新分发非常昂贵时。

无环访问者模式的 Java 教程

无环访问者模式（代码工匠）

无环访问者模式的优势和权衡

优势

可扩展性：可以轻松添加新操作，而无需更改对象结构。
解耦：减少了对象与其操作之间的耦合。
没有依赖循环：确保无环依赖关系，提高可维护性并降低复杂性。

权衡

复杂性增加：可能由于需要多个访问者接口而引入额外的复杂性。
维护开销：修改对象层次结构需要更新所有访问者。

组合：通常与无环访问者一起使用，以便能够统一处理单个对象和组合。
装饰器：可以与之一起使用，以便动态地向对象添加职责。
访问者：无环访问者模式是访问者模式的一种变体，它避免了循环依赖关系。