visitor模式概念——visitor模式进一步

2019-11-17 04:43:07

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来源：转载

供稿：网友

一，访问者模式的角色：
抽象访问者：声明一个或者多个访问操作，形成所有的具体元素都要实现的接口
具体访问者：实现抽象访问者所声明的接口
抽象节点：声明一个接受操作，接受一个访问者对象作为参量
具体节点：实现了抽象元素所规定的接受操作
结构对象：遍历结构中的所有元素，类似List Set等
二，在什么情况下应当使用访问者模式
访问者模式应该用在被访问类结构比较稳定的时候，换言之系统很少出现增加新节点的
情况。因为访问者模式对开－闭原则的支持并不好，访问者模式答应在节点中加入方法，
是倾斜的开闭原则，类似抽象工厂。
三，访问者模式的缺点：
1，增加节点困难
2，破坏了封装
因为访问者模式的缺点和复杂性，很多设计师反对使用访问者模式。个人感觉应该在了解的
情况下考虑衡量选择.

静态分派，动态分派，多分派，单分派 -------------- visitor模式预备
一，静态分派:
1，定义：发生在编译时期，分派根据静态类型信息发生，重载就是静态分派
2，什么是静态类型：变量被声明时的类型是静态类型
      什么是动态类型：变量所引用的对象的真实类型
3，有两个类,BlackCat ,WhiteCat都继续自Cat
如下调用
class Cat{}
class WhiteCat extends Cat{}
class BlackCat extends Cat{}
public class Person {
    public void feed(Cat cat){
        System.out.PRintln("feed cat");
    }
    public void feed(WhiteCat cat){
        System.out.println("feed WhiteCat");
    }
    public void feed(BlackCat cat){
        System.out.println("feed BlackCat");
    }
    public static void main(String[] args) {
        Cat wc = new WhiteCat();
        Cat bc = new BlackCat();
        Person p = new Person();
        p.feed(wc);
        p.feed(bc);
    }

}
运行结果是:
feed cat
feed cat
这样的结果是因为重载是静态分派，在编译器执行的，取决于变量的声明类型，因为wc ,bc都是Cat所以调用的都是feed(Cat cat)的函数.
二，动态分派
1，定义：发生在运行期，动态分派，动态的置换掉某个方法。
还是上边类似的例子：
class Cat{
    public void eat(){
        System.out.println("cat eat");
    }
}
public class BlackCat extends Cat{
    public void eat(){
        System.out.println("black cat eat");
    }
    public static void main(String[] args){
        Cat cat = new BlackCat();
        cat.eat();
    }
}这个时候的结果是:
black cat eat
这样的结果是因为在执行期发生了向下转型，就是动态分派了。

三，单分派：
1，定义：根据一个宗量的类型进行方法的选择
四,多分派：
1，定义：根据多于一个宗量的类型对方法的选择
2，说明：多分派其实是一系列的单分派组成的，区别的地方就是这些但分派不能分割。
3,C++ ,java都是动态单分派，静态多分派语言
多分派的语言有：CLOS  Cecil

访问差异类型的集合类--visitor模式入门
访问差异类型的集合类--visitor模式入门
本文对应代码下载这里
一，问题提出
访问同一类型的集合类是我们最常见的事情了，我们工作中这样的代码太常见了。

1  Iterator ie  =  list.iterator();
2   while (ie.hasNext())  {
3     Person p  =  (Person)ie.next();
4     p.doWork();
5 }

这种访问的特点是集合类中的对象是同一类对象Person，他们拥有功能的方法run,我们调用的恰好是这个共同的方法。
在大部份的情况下，这个是可以的，但在一些复杂的情况，如被访问者的继续结构复杂，被访问者的并不是同一类对象，
也就是说不是继续自同一个根类。方法名也并不相同。例如Java GUI中的事件就是一个例子。
例如这样的问题，有如下类和方法:
类：PA ,方法：runPA();
类：PB ,方法：runPB();
类：PC ,方法：runPC();
类：PD ,方法：runPD();
类：PE ,方法：runPE();
有一个集合类List
List list = new ArrayList();
list.add(new PA());
list.add(new PB());
list.add(new PC());
list.add(new PD());
list.add(new PE());
....

二:解决
要求能访问到每个类的对应的方法。我们第一反应应该是这样的。

1  Iterator ie  =  list.iterator();
2   while (ie.hasNext())  {
3     Object obj  =  ie.next();
4       if  (obj  instanceof  PA)  {
5         ((PA)obj).runPA();
6      } else   if (obj  instanceof  PB)  {
7         ((PB)obj).runPB();
8      } else   if (obj  instanceof  PC)  {
9         ((PC)obj).runPC();
10      } else   if (obj  instanceof  PD)  {
11         ((PD)obj).runPD();
12      } else   if (obj  instanceof  PE)  {
13         ((PE)obj).runPE();
14     }
15 }

三：新问题及分析解决
当数目变多的时候，维护if else是个费力气的事情：
仔细分析if,else做的工作，首先判定类型，然後根据类型执行相应的函数
如何才能解决这两个问题呢？首先想到的是java的多态，多态就是根据参数执行相应的内容，
能很轻易的解决第二个问题，我们可以写这样一个类：

1   public   class  visitor  {
2       public   void  run(PA pa)  {
3         pa.runPA();
4     }
5       public   void  run(PB pb)  {
6         pb.runPB();
7     }
8       public   void  run(PC pc)  {
9         pc.runPC();
10     }
11       public   void  run(PD pd)  {
12         pd.runPD();
13     }
14       public   void  run(PE pe)  {
15         pe.runPE();
16     }
17 }

这样只要调用run方法，传入对应的参数就能执行了。

还有一个问题就是判定类型。由于重载(overloading)是静态多分配（java语言本身是支持"静态多分配"的。
关于这个概念请看这里)所以造成重载只根据传入对象的定义类型，而不是实际的类型，所以必须在传入前就确定类型，
这可是个难的问题,因为在容器中对象全是Object，出来后要是判定是什么类型必须用
if (xx instanceof xxx)这种方法，假如用这种方法启不是又回到了原点，有没有什么更好的办法呢？

我们知到Java还有另外一个特点，覆写(overriding)，而覆写是"动态单分配"的（关于这个概念见这里)，
那如何利用这个来实现呢？看下边这个方法:
我们让上边的一些类PA PB PC PD PE都实现一个接口P,加入一个方法,accept();

1   public   void  accept(visitor v)  {
2      // 把自己传入1
3      v.run( this );
4 }
5 然後在visitor中加入一个方法
6   public   void  run(P p)  {
7      // 把自己传入2
8      p.accept( this );
9 }
10  // 这样你在遍历中可以这样写
11  Visitor v  =   new  Visitor();
12 Iterator ie  =  list.iterator();
13   while (ie.hasNext())  {
14     P p  =  (P)ie.next();
15         p.accept(v);
16     }
17 }

首先执行的是"把自己传入2"，在这里由于Java的特性，实际执行的是子类的accept(),也就是实际类的accept
然後是"把自己传入1"，在这里再次把this传入，就明确类型，ok我们巧妙的利用overriding解决了这个问题
其实归纳一下第二部分，一个要害点是"自己熟悉自己"，是不是很可笑。
其实在计算计技术领域的很多技术上看起来很高深的东西，其实就是现有社会中人的生活方式的一种映射
而且这种方式是简单的不能再简单的方式。上边的全部过程基本上是一个简单的visitor模式实现,visitor模式
已经是设计模式中比较复杂的模式了，但其实原理简单到你想笑。看看下边这个比喻也许你的理解会更深刻。

四：一个帮助理解的比喻：
题目：指挥工人工作
条件：你有10个全能工人，10样相同工作。
需求：做完工作
实现：大喊一声所有人去工作

条件变了，工人不是全能，但是工作相同，ok问题不大
条件再变,工作不是相同，但工人是全能，ok问题不大

以上三种情况在现实生活中是很少发生得，最多的情况是这样：
10个工人，每人会做一种工作，10样工作。你又一份名单Collection)写着谁做什么。但你不熟悉任何人
这个时候你怎么指挥呢，方案一：
你可以一个个的叫工人，然後问他们名字，熟悉他们，查名单，告诉他们做什么工作。
你可以直接叫出他们名字，告诉他们干什么，不需要知到他是谁。
看起来很简单。但假如你要指挥10万人呢？而且人员是流动的，天天的人不同，你天天拿到一张文档。
其实很简单，最常用的做法是，你把这份名单贴在墙上，然後大喊一声，所有人按照去看，按照自己的分配情况去做。
这里利用的要害点是"所有工人自己熟悉自己"，你不能苛求每个工人会做所有工作，不能苛求所有工作相同，但你
能要求所有工人都熟悉自己。

再想想我们开始的程序,每个工人对应着PA PB PC PD PE....
所有的工人都使工人P
每个工人会做的东西不一样runPA runPB runPC
你有一份名单Visitor（重载）记录着谁做什么工作。

看完上边这些，你是不是会产生如下的问题：
问题：为什么不把这些方法的方法名做成一样的，那就可以解决了。
例如，我们每个PA ,PB ,PC都加入一个run 方法，然後run内部再调用自己对应的runPx()方法。
答案：有些时候从不同的角度考虑，或者因为实现的复杂度早成很难统一方法名。
例如上边指挥人工作的例子的例子，其实run方法就是大叫一声去工作，因为每个工人只会做一种工作，所以能行
但我们不能要求所有人只能会做一种事情，这个要求很愚蠢。所以假如每个工人会干两种或者多种工作呢,
也就是我PA 有runPA() walkPA()等等方法， PB有runPB() climbPB()等等。。。
这个时候按照名单做事才是最好的办法。

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