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第一章 訪問者模式介紹

訪問者模式的介紹：

在現實生活中，有些集合物件存在多種不同的元素，且每種元素也存在多種不同的訪問者和處理方式，例如，公園中存在多個景點，也存在多個游客，不同的游客對同一個景點的評價可能不同；醫院醫生開的處方單中包含多種藥元素，査看它的劃價員和藥房作業人員對它的處理方式也不同，劃價員根據處方單上面的藥品名和數量進行劃價，藥房作業人員根據處方單的內容進行抓藥，

訪問者模式（Visitor Pattern）主要將資料結構與資料操作分離，我們使用了一個訪問者類，它改變了元素類的執行演算法，通過這種方式，元素的執行演算法可以隨著訪問者改變而改變，這種型別的設計模式屬于行為型模式，根據模式，元素物件已接受訪問者物件，這樣訪問者物件就可以處理元素物件上的操作，

訪問者模式的優點：

• 擴展性好，能夠在不修改物件結構中的元素的情況下，為物件結構中的元素添加新的功能，
• 復用性好，可以通過訪問者來定義整個物件結構通用的功能，從而提高系統的復用程度，
• 靈活性好，訪問者模式將資料結構與作用于結構上的操作解耦，使得操作集合可相對自由地演化而不影響系統的資料結構，
• 符合單一職責原則，訪問者模式把相關的行為封裝在一起，構成一個訪問者，使每一個訪問者的功能都比較單一，

訪問者模式的缺點：

• 增加新的元素類很困難，每增加一個新的元素類，都要在每一個具體訪問者類中增加相應的具體操作，這違背了“開閉原則”，
• 破壞封裝，訪問者模式中具體元素對訪問者公布細節，這破壞了物件的封裝性，
• 違反了依賴倒置原則，訪問者模式依賴了具體類，而沒有依賴抽象類，

訪問者模式的場景：

• 物件結構相對穩定，但其操作演算法經常變化的程式，
• 物件結構中的物件需要提供多種不同且不相關的操作，而且要避免讓這些操作的變化影響物件的結構，
• 物件結構包含很多型別的物件，希望對這些物件實施一些依賴于其具體型別的操作，

訪問者模式的角色：

• 抽象訪問者（Visitor）角色：定義一個訪問具體元素的介面，為每個具體元素類對應一個訪問操作 visit() ，該操作中的引數型別標識了被訪問的具體元素，
• 具體訪問者（ConcreteVisitor）角色：實作抽象訪問者角色中宣告的各個訪問操作，確定訪問者訪問一個元素時該做什么，
• 抽象元素（Element）角色：宣告一個包含接受操作 accept() 的介面，被接受的訪問者物件作為 accept() 方法的引數，
• 具體元素（ConcreteElement）角色：實作抽象元素角色提供的 accept() 操作，其方法體通常都是 visitor.visit(this) ，另外具體元素中可能還包含本身業務邏輯的相關操作，
• 物件結構（Object Structure）角色：是一個包含元素角色的容器，提供讓訪問者物件遍歷容器中的所有元素的方法，通常由 List、Set、Map 等聚合類實作，

第二章 訪問者模式實作

2.1、抽象訪問者類

ComputerPartVisitor

public interface ComputerPartVisitor {
    void visit(Mouse mouse);

    void visit(Keyboard keyboard);
}

2.2、具體訪問者類

MIComputerPartVisitor

public class MIComputerPartVisitor implements ComputerPartVisitor {
    @Override
    public void visit(Mouse mouse) {
        System.out.println("Displaying XiaoMi Mouse ...");
    }

    @Override
    public void visit(Keyboard keyboard) {
        System.out.println("Displaying XiaoMi Keyboard ...");
    }
}

HPComputerPartVisitor

public class HPComputerPartVisitor implements ComputerPartVisitor {
    @Override
    public void visit(Mouse mouse) {
        System.out.println("Displaying HuiPu Mouse ...");
    }

    @Override
    public void visit(Keyboard keyboard) {
        System.out.println("Displaying HuiPu Keyboard ...");
    }
}

2.3、抽象元素類

ComputerPart

public interface ComputerPart {
    void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor);
}

2.4、具體元素類

Mouse

public class Mouse implements ComputerPart {
    @Override
    public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
        computerPartVisitor.visit(this);
    }
}

Keyboard

public class Keyboard implements ComputerPart {
    @Override
    public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
        computerPartVisitor.visit(this);
    }
}

2.5、物件結構類

ObjectStructure

public class ObjectStructure {
    private List<ComputerPart> computerParts = new ArrayList<>();

    public void attach(ComputerPart computerPart) {
        computerParts.add(computerPart);
    }

    public void detach(ComputerPart computerPart) {
        computerParts.remove(computerPart);
    }

    public void display(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
        for (ComputerPart computerPart : computerParts) {
            computerPart.accept(computerPartVisitor);
        }
    }
}

2.6、最終測驗類

Client

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure os = new ObjectStructure();
        os.attach(new Mouse());
        os.attach(new Keyboard());
        os.display(new MIComputerPartVisitor());
        os.display(new HPComputerPartVisitor());
    }
}

Displaying XiaoMi Mouse ...
Displaying XiaoMi Keyboard ...
Displaying HuiPu Mouse ...
Displaying HuiPu Keyboard ...

第三章 訪問者模式應用

在早期的 Java 版本中，如果要對指定目錄下的檔案進行遍歷，必須用遞回的方式來實作，這種方法復雜且靈活性不高，

Java 7 版本后，Files 類提供了 walkFileTree() 方法，該方法可以很容易的對目錄下的所有檔案進行遍歷，需要 Path、FileVisitor 兩個引數，其中，Path 是要遍歷檔案的路徑，FileVisitor 則可以看成一個檔案訪問器，原始碼如下：

public final class Files {
    //以上代碼部分省略...
    
    public static Path walkFileTree(Path start, FileVisitor<? super Path> visitor)
        throws IOException
    {
        return walkFileTree(start,
                            EnumSet.noneOf(FileVisitOption.class),
                            Integer.MAX_VALUE,
                            visitor);
    }
    
    //以下代碼部分省略...
}

FileVisitor 提供了遞回遍歷檔案樹的支持，這個介面的方法表示了遍歷程序中的關鍵程序，允許在檔案被訪問、目錄將被訪問、目錄已被訪問、發生錯誤等程序中進行控制，換句話說，這個介面在檔案被訪問前、訪問中和訪問后，以及產生錯誤的時候都有相應的鉤子程式進行處理，FileVisitor 主要提供了 4 個方法，且回傳結果的都是 FileVisitResult 物件值，用于決定當前操作完成后接下來該如何處理，FileVisitResult 是一個列舉類，代表回傳之后的一些后續操作，原始碼如下：

public interface FileVisitor<T> {
    FileVisitResult preVisitDirectory(T dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException;

    FileVisitResult visitFile(T file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException;

    FileVisitResult visitFileFailed(T file, IOException exc) throws IOException;

    FileVisitResult postVisitDirectory(T dir, IOException exc) throws IOException;
}

FileVisitResult 主要包含 4 個常見的操作：

• FileVisitResult.CONTINUE：這個訪問結果表示當前的遍歷程序將會繼續，
• FileVisitResult.SKIP_SIBLINGS：這個訪問結果表示當前的遍歷程序將會繼續，但是要忽略當前檔案/目錄的兄弟節點，
• FileVisitResult.SKIP_SUBTREE：這個訪問結果表示當前的遍歷程序將會繼續，但是要忽略當前目錄下的所有節點，
• FileVisitResult.TERMINATE：這個訪問結果表示當前的遍歷程序將會停止，

public enum FileVisitResult {
    CONTINUE,
    TERMINATE,
    SKIP_SUBTREE,
    SKIP_SIBLINGS;
}

通過訪問者去遍歷檔案樹會比較方便，比如查找檔案夾內符合某個條件的檔案或者某一天內所創建的檔案，這個類中都提供了相對應的方法，它的實作也非常簡單，代碼如下：

public class SimpleFileVisitor<T> implements FileVisitor<T> {
    protected SimpleFileVisitor() {}

    @Override
    public FileVisitResult preVisitDirectory(T dir, BasicFileAttributes attrs)
        throws IOException
    {
        Objects.requireNonNull(dir);
        Objects.requireNonNull(attrs);
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }

    @Override
    public FileVisitResult visitFile(T file, BasicFileAttributes attrs)
        throws IOException
    {
        Objects.requireNonNull(file);
        Objects.requireNonNull(attrs);
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }

    @Override
    public FileVisitResult visitFileFailed(T file, IOException exc)
        throws IOException
    {
        Objects.requireNonNull(file);
        throw exc;
    }

    @Override
    public FileVisitResult postVisitDirectory(T dir, IOException exc)
        throws IOException
    {
        Objects.requireNonNull(dir);
        if (exc != null)
            throw exc;
        return FileVisitResult.CONTINUE;
    }
}