行為型模式用于描述程序在運行時復雜的流程控制，即描述多個類或對象之間怎樣相互協(xié)作共同完成單個對象無法單獨完成的任務，它涉及算法與對象間職責的分配。行為型模式分為類行為模式和對象行為模式：
-
類行為模式：采用繼承機制來在類間分派行為
-
對象行為模式：采用組合或聚合在對象間分配行為
由于組合關系或聚合關系比繼承關系耦合度低，滿足“合成復用原則”，所以對象行為模式比類行為模式具有更大的靈活性。
行為型模式分為：
- 模板方法模式
- 策略模式
- 命令模式
- 職責鏈模式
- 狀態(tài)模式
- 觀察者模式
- 中介者模式
- 迭代器模式
- 訪問者模式
- 備忘錄模式
- 解釋器模式
以上 11 種行為型模式，除了模板方法模式和解釋器模式是類行為型模式，其他的全部屬于對象行為型模式。
訪問者模式
訪問者模式：訪問者模式，用于封裝一些作用于某種數(shù)據(jù)結構中的各元素的操作，它可以在不改變數(shù)據(jù)結構的前提下定義作用于這些元素的新操作
解決的問題
在之前有一則新聞，一個爺爺給孫子買學習機器人，本以為是一個智能機器人，但是買回來之后發(fā)現(xiàn)是一個1+1=1的傻蛋機器人，爺爺就找到經(jīng)銷商來質(zhì)問，經(jīng)銷商說哦，不講武德，這個機器人的系統(tǒng)版本太低，需要系統(tǒng)版本升級
- 這個軟件升級，其機器人的硬件是不會變的，這個軟件包中包含新的指令，使機器人能完成更多功能，之所以這個升級包能完成升級的原因是因為這個系統(tǒng)升級版能夠訪問這個機器人中的硬件，然后利用這些硬件資源去完成新的指令
結構
- Visitor：抽象訪問者角色，定義了對每一個元素 Element 訪問的行為，它的參數(shù)就是可以訪問的元素，它的方法個數(shù)理論上來講與元素類個數(shù)（Element 的實現(xiàn)類個數(shù)）是一樣的，從這點不難看出，訪問者模式要求元素類的個數(shù)不能改變。
- ConcreteVisitor：具體訪問者角色，給出對每一個元素類訪問時所產(chǎn)生的具體行為。
- Element：抽象元素角色，定義了一個接受訪問者的方法（accept），其意義是指，每一個元素都要可以被訪問者訪問。
- ConcreteElement：具體元素角色， 提供接受訪問方法的具體實現(xiàn)，而這個具體的實現(xiàn)，通常情況下是使用訪問者提供的訪問該元素類的方法。
- Object Structure：對象結構角色，定義當中所提到的對象結構，對象結構是一個抽象表述，具體點可以理解為一個具有容器性質(zhì)或者復合對象特性的類，它會含有一組元素（Element），并且可以迭代這些元素，供訪問者訪問。
實例
機器人版本升級案例
抽象元素角色
public abstract class Hardware {
//指令
String common;
public Hardware(String common) {
this.common = common;
}
public void run(){
System.out.println(common);
}
public abstract void accept();
}
具體元素角色
public class CPU extends Hardware{
public CPU(String common) {
super(common);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visitCPU(this);
}
}
public class HardDisk extends Hardware{
public HardDisk(String common) {
super(common);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visitHardDisk(this);
}
}
抽象訪問者角色
public interface Visitor {
void visitCPU(CPU cpu);
void visitHardDisk(HardDisk hardDisk);
}
具體訪問者角色
public class UpdateVisitor implements Visitor {
@Override
public void visitCPU(CPU cpu) {
cpu.common+=": 1+1=2";
}
@Override
public void visitHardDisk(HardDisk hardDisk) {
hardDisk.common+=": 記住: 1+1=2";
}
}
對象結構角色
public class EggRobot {
private HardDisk disk;
private CPU cpu;
public EggRobot() {
this.disk = new HardDisk("記住 1+1=1");
this.cpu = new CPU("1+1=1");
}
public void calc(){
cpu.run();
disk.run();
}
public void accept(Visitor visitor){
cpu.accept(visitor);
disk.accept(visitor);
}
}
訪問者模式：訪問者模式，用于封裝一些作用于某種數(shù)據(jù)結構中的各元素的操作，它可以在不改變數(shù)據(jù)結構的前提下定義作用于這些元素的新操作
- 某種數(shù)據(jù)結構指的就是對象結構角色也就是我們的機器人蠢蛋
- 各元素指的就是具體元素角色，也就是我們的機器人的各個硬件比如CPU，硬盤
- 我們定義了訪問者類，封裝了新的操作，不需要改變數(shù)據(jù)結構，通過具體元素角色(硬件)暴露方法，不改變數(shù)據(jù)結構(機器人)的情況下，讓其訪問數(shù)據(jù)結構中的具體元素，來實現(xiàn)新的操作
存在的問題
優(yōu)點：
擴展性好
- 在不修改對象結構中的元素的情況下，為對象結構中的元素添加新的功能。
復用性好
- 通過訪問者來定義整個對象結構通用的功能，從而提高復用程度。
分離無關行為
- 通過訪問者來分離無關的行為，把相關的行為封裝在一起，構成一個訪問者，這樣每一個訪問者的功能都比較單一。
缺點：
對象結構變化很困難
- 在訪問者模式中，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”。
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。
使用場景
- 對象結構相對穩(wěn)定，但其操作算法經(jīng)常變化的程序。
- 對象結構中的對象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對象的結構。
拓展
訪問者模式用到了一種雙分派的技術。
分派：變量被聲明時的類型叫做變量的靜態(tài)類型（也被叫做明顯類型）；而變量所引用的對象的真實類型又叫做變量的實際類型。
- 比如 Map map = new HashMap() ，map 變量的靜態(tài)類型是 Map ，實際類型是 HashMap 。
根據(jù)對象的類型而對方法進行的選擇，就是分派 (Dispatch)，分派又分為兩種：
-
動態(tài)分派 (Dynamic Dispatch) 發(fā)生在運行時期，動態(tài)分派動態(tài)地置換掉某個方法，Java 通過方法的重寫支持動態(tài)分派。
-
靜態(tài)分派 (Static Dispatch) 發(fā)生在編譯時期，分派根據(jù)靜態(tài)類型信息發(fā)生，方法重載就是靜態(tài)分派。
動態(tài)分派
通過方法重寫支持動態(tài)分派。
public class Animal {
public void execute() {
System.out.println("Animal");
}
}
public class Dog extends Animal {
@Override
public void execute() {
System.out.println("dog");
}
}
public class Cat extends Animal {
@Override
public void execute() {
System.out.println("cat");
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
a.execute();
Animal d = new Dog();
d.execute();
Animal c = new Cat();
c.execute();
}
}
animal
dog
cat
上面的代碼就是簡單的多態(tài)
Java 編譯器在編譯時期并不總是知道哪些代碼會被執(zhí)行，因為編譯器僅僅知道對象的靜態(tài)類型，而不知道對象的真實類型；而方法的調(diào)用則是根據(jù)對象的真實類型，而不是靜態(tài)類型。
靜態(tài)分派
通過方法重載支持靜態(tài)分派。
public class Animal {}
public class Dog extends Animal {}
public class Cat extends Animal {}
public class Execute {
public void execute(Animal a) {
System.out.println("Animal");
}
public void execute(Dog d) {
System.out.println("dog");
}
public void execute(Cat c) {
System.out.println("cat");
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
Animal a1 = new Dog();
Animal a2 = new Cat();
// 靜態(tài)分派根據(jù)靜態(tài)類型決定
Execute exe = new Execute();
exe.execute(a);
exe.execute(a1);
exe.execute(a2);
}
}
運行結果：
animal
animal
animal
這個結果可能出乎一些人的意料了，為什么呢？
重載方法的分派是根據(jù)靜態(tài)類型進行的，這個分派過程在編譯時期就完成了。
雙分派
所謂雙分派技術就是在選擇一個方法的時候，不僅僅要根據(jù)消息接收者的運行時區(qū)別，還要根據(jù)參數(shù)的運行時區(qū)別。
public class Animal {
public void accept(Execute exe) {
// 2.傳遞了this給Execute,根據(jù)靜態(tài)類型進行方法重載實現(xiàn)靜態(tài)分派
exe.execute(this);
}
}
public class Dog extends Animal {
public void accept(Execute exe) {
exe.execute(this);
}
}
public class Cat extends Animal {
public void accept(Execute exe) {
exe.execute(this);
}
}
public class Execute {
public void execute(Animal a) {
System.out.println("animal");
}
public void execute(Dog d) {
System.out.println("dog");
}
public void execute(Cat c) {
System.out.println("cat");
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
Animal d = new Dog();
Animal c = new Cat();
? Execute exe = new Execute();
// 1.exe傳遞給Animal類型的變量調(diào)用,方法重寫實現(xiàn)動態(tài)分派
? a.accept(exe);
? d.accept(exe);
? c.accept(exe);
}
}
animal
dog
cat
上面代碼中：
-
客戶端將 Execute 的對象做為參數(shù)傳遞給 Animal 類型的變量調(diào)用的方法，這里完成第一次分派，這里是方法重寫，所以是動態(tài)分派，也就是執(zhí)行實際類型中的方法；
-
同時也將自己 this 作為參數(shù)傳遞進去，這里就完成了第二次分派，這里的 Execute 類中有多個重載方法，而傳遞進行的是 this，就是具體的實際類型的對象，所以是靜態(tài)分派。
-
雙分派實現(xiàn)動態(tài)綁定的本質(zhì)：在重載方法委派的前面加上了繼承體系中覆蓋的環(huán)節(jié)，由于覆蓋是動態(tài)的，所以重載就是動態(tài)的了。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-468104.html
理解：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-468104.html
- 1、動態(tài)分派要達到的效果是正確的，分別輸出 a、b、c，但是實現(xiàn)每個對象的方法都寫在其各自的類中，不好維護，它的實現(xiàn)過程不行。
- 2、靜態(tài)分派的這種實現(xiàn)過程是比較好的，沒有把輸出 a、b、c 的操作耦合到各自的類中，而是統(tǒng)一在 Execute 中維護執(zhí)行，但是卻沒有達到想要的效果。。
- 3、所以也就有了雙分派，同樣是將執(zhí)行過程放在 Execute 中管理，最后也達到了想要的效果，輸出結果為 a、b、c。其實現(xiàn)方法其實就是在各個類中依賴了 Execute，再將自己 this 傳遞過去，從而實現(xiàn)在 Execute 操作的目的。
到了這里，關于第二十一章行為性模式—訪問者模式的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
