Android編程設計模式之訪問者模式詳解
本文實例講述了Android編程設計模式之訪問者模式。分享給大家供大家參考，具體如下：
一、介紹
訪問者模式是一種將數(shù)據(jù)操作與數(shù)據(jù)結構分離的設計模式，它是《設計模式》中23種設計模式中最復雜的一個，但它的使用頻率并不高，正如《設計模式》的作者GOF對訪問者模式的描述：大多數(shù)情況下，你不需要使用訪問者模式，但是當你一旦需要使用它時，那你就是真的需要它了。
訪問者模式的基本想法是，軟件系統(tǒng)中擁有一個由許多對象構成的、比較穩(wěn)定的對象結構，這些對象的類都擁有一個accept方法用來接受訪問者對象的訪問。訪問者是一個接口，它擁有一個visit方法，這個方法對訪問到的對象結構中不同類型的元素作出不同的處理。在對象結構的一次訪問過程中，我們遍歷整個對象結構，對每一個元素都實施accept方法，在每一個元素的accept方法中會調用訪問者的visit方法，從而使訪問者得以處理對象結構的每一個元素，我們可以針對對象結構設計不同的訪問者類來完成不同的操作，達到區(qū)別對待的效果。
二、定義
封裝一些作用于某種數(shù)據(jù)結構中的各元素的操作，它可以在不改變這個數(shù)據(jù)結構的前提下定義作用于這些元素的新的操作。
三、使用場景
對象結構比較穩(wěn)定，但經(jīng)常需要在此對象結構上定義新的操作。
需要對一個對象結構中的對象進行很多不同的并且不相關的操作，而需要避免這些操作”污染“這些對象的類，也不希望在增加新操作時修改這些類。
四、訪問者模式的UML類圖
UML類圖：
角色介紹：
Visitor：接口或抽象類，定義了對每一個元素的訪問行為，參數(shù)就是可訪問的元素，方法個數(shù)理論上是個元素個數(shù)一樣的。因此，訪問者模式要求被訪問的對象結構要穩(wěn)定，如果經(jīng)常增刪元素，必然會導致頻繁修改Visitor接口，就不適合用訪問者模式了。
ConcreteVisitor：具體的訪問者，定義具體的對每一個元素的具體訪問行為。
Element：抽象的元素接口或抽象類，定義了一個接待訪問者的方法，讓每個元素都可以被訪問者訪問。
ElementA，ElementB：具體的元素類，提供接收訪問方法的具體實現(xiàn)。這個具體實現(xiàn)通常是調用訪問者提供的訪問該元素的方法。
ObjectStructure：定義對象結構，里面維護了一個元素的集合，并且迭代這些元素供訪問者訪問。
五、簡單示例
情景：年終了，公司會給員工進行業(yè)績考核。但是，不同領域的管理人員對于員工的評定標準不一樣。現(xiàn)在員工有工程師和經(jīng)理，評定者有CEO和CTO，我們假定CTO只關注工程師的代碼量、經(jīng)理的新產(chǎn)品數(shù)量，而CEO關注的是工程師的KPI和經(jīng)理的KPI以及新產(chǎn)品數(shù)量。
員工基類：
/**
* 員工基類（Element）
*/
public abstract class Staff {
//員工姓名
public String name;
//員工KPI
public int kpi;
public Staff(String name) {
super();
this.name = name;
this.kpi = new Random().nextInt(10);
}
//接受Visitor的訪問
public abstract void accept(Visitor visitor);
}
工程師：
/**
* 工程師
*/
public class Engineer extends Staff{
private int codeLines;//代碼數(shù)量
public Engineer(String name) {
super(name);
codeLines = new Random().nextInt(10 * 10000);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
//工程師這一年寫的代碼數(shù)量
public int getCodeLines(){
return codeLines;
}
}
經(jīng)理：
/**
* 經(jīng)理
*/
public class Manager extends Staff{
private int products;//產(chǎn)品數(shù)量
public Manager(String name) {
super(name);
products = new Random().nextInt(10);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
//一年內做的產(chǎn)品數(shù)量
public int getProducts(){
return products;
}
}
Visitor類：
public interface Visitor {
/**
* 訪問工程師類型
*/
public void visit(Engineer engineer);
/**
* 訪問經(jīng)理類型
*/
public void visit(Manager manager);
}
CEO訪問者：
public class CEOVisitor implements Visitor {
@Override
public void visit(Engineer engineer) {
System.out.println("工程師：" + engineer.name + ", KPI:" + engineer.kpi);
}
@Override
public void visit(Manager manager) {
System.out.println("經(jīng)理：" + manager.name + ", KPI:" + manager.kpi
+ ", 新產(chǎn)品數(shù)量 ：" + manager.getProducts());
}
}
CTO訪問者：
public class CTOVisitor implements Visitor {
@Override
public void visit(Engineer engineer) {
System.out.println("工程師：" + engineer.name + ", 代碼數(shù)量:" + engineer.getCodeLines());
}
@Override
public void visit(Manager manager) {
System.out.println("經(jīng)理：" + manager.name +", 產(chǎn)品數(shù)量 ：" + manager.getProducts());
}
}
員工報表：
//員工業(yè)務報表類（ObjectStructure）
public class BusinessReport {
List<Staff> mStaffs = new LinkedList<Staff>();
public BusinessReport() {
mStaffs.add(new Manager("王經(jīng)理"));
mStaffs.add(new Engineer("工程師-A"));
mStaffs.add(new Engineer("工程師-B"));
mStaffs.add(new Manager("李經(jīng)理"));
mStaffs.add(new Engineer("工程師-C"));
}
/**
* 為訪問者展示報表
* @param visitor 如CEO、CTO
*/
public void showReport(Visitor visitor){
for(Staff staff : mStaffs){
staff.accept(visitor);
}
}
}
Client訪問：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//構建報表
BusinessReport report = new BusinessReport();
System.out.println("===== 給CEO看報表 =====");
//設置訪問者CEO
report.showReport(new CEOVisitor());
System.out.println("===== 給CTO看報表 =====");
//設置訪問者CTO
report.showReport(new CTOVisitor());
}
}
結果：
===== 給CEO看報表 ===== 經(jīng)理：王經(jīng)理, KPI:2, 新產(chǎn)品數(shù)量 ：5 工程師：工程師-A, KPI:5 工程師：工程師-B, KPI:7 經(jīng)理：李經(jīng)理, KPI:9, 新產(chǎn)品數(shù)量 ：8 工程師：工程師-C, KPI:1 ===== 給CTO看報表 ===== 經(jīng)理：王經(jīng)理, 產(chǎn)品數(shù)量 ：5 工程師：工程師-A, 代碼數(shù)量:26238 工程師：工程師-B, 代碼數(shù)量:8282 經(jīng)理：李經(jīng)理, 產(chǎn)品數(shù)量 ：8 工程師：工程師-C, 代碼數(shù)量:47927
從上面代碼中可以看出，如果要增加一個訪問者，你新創(chuàng)建一個實現(xiàn)了Visitor接口的類，然后實現(xiàn)兩個visit方法來對不同的元素進行不同的操作，從而達到數(shù)據(jù)對象與數(shù)據(jù)操作相分離的效果。如果不使用訪問者模式，而又想對不同元素進行不同的操作，那么必定會使用if-else和類型轉換，這使得代碼難以升級維護。
六、Android中的訪問者模式
安卓中的著名開源庫ButterKnife、Dagger、Retrofit都是基于APT（Annotation Processing Tools）實現(xiàn)。而編譯注解核心依賴APT。當我們通過APT處理注解時，最終會將獲取到的元素轉換為相應的Element元素，以便獲取到它們對應信息。那么元素基類的源碼如下：（路徑：javax.lang.model.element.Element）
public interface Element extends javax.lang.model.AnnotatedConstruct {
/**
* Returns the {@code kind} of this element.
*
* @return the kind of this element
*/
ElementKind getKind();//獲取元素類型
//代碼省略
/**
* Applies a visitor to this element.
*
* @param <R> the return type of the visitor's methods
* @param <P> the type of the additional parameter to the visitor's methods
* @param v the visitor operating on this element
* @param p additional parameter to the visitor
* @return a visitor-specified result
*/
<R, P> R accept(ElementVisitor<R, P> v, P p);//接受訪問者的訪問
}
ElementVisitor就是訪問者類型，ElementVisitor源碼如下：
public interface ElementVisitor<R, P> {
/**
* Visits an element.
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
*/
R visit(Element e, P p);
/**
* A convenience method equivalent to {@code v.visit(e, null)}.
* @param e the element to visit
* @return a visitor-specified result
*/
R visit(Element e);
/**
* Visits a package element.
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
*/
R visitPackage(PackageElement e, P p);
/**
* Visits a type element.
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
*/
R visitType(TypeElement e, P p);
/**
* Visits a variable element.
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
*/
R visitVariable(VariableElement e, P p);
/**
* Visits an executable element.
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
*/
R visitExecutable(ExecutableElement e, P p);
/**
* Visits a type parameter element.
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
*/
R visitTypeParameter(TypeParameterElement e, P p);
/**
* Visits an unknown kind of element.
* This can occur if the language evolves and new kinds
* of elements are added to the {@code Element} hierarchy.
*
* @param e the element to visit
* @param p a visitor-specified parameter
* @return a visitor-specified result
* @throws UnknownElementException
* a visitor implementation may optionally throw this exception
*/
R visitUnknown(Element e, P p);
}
在ElementVisitor中定義了多種visit接口，每個接口處理一種元素類型，那么這就是典型的訪問者模式。
七、總結
正如本節(jié)開頭引用GOF的話所說：大多數(shù)情況下，你不需要使用訪問者模式，但是，當你一旦需要使用它時，那你就是真的需要它了。在現(xiàn)實情況下，我們要根據(jù)具體的情況來評估是否適合使用訪問者模式，例如，我們的對象結構是否足夠穩(wěn)定，使用訪問者模式是否能夠優(yōu)化我們的代碼，而不是使我們的代碼變得更復雜。在使用一個模式之前，我們應該明確它的使用場景、它能解決什么問題等，以此來避免濫用設計模式的現(xiàn)象。
優(yōu)點：
各角色職責分離，符合單一職責原則。
具有優(yōu)秀的擴展性。
使得數(shù)據(jù)結構和作用于結構上的操作解耦，使得操作集合可以獨立變化。
靈活性。
缺點：
具體元素對訪問者公布細節(jié)，違反了迪米特原則。
具體元素變更時導致修改成本大。
違反了依賴倒置原則，為了達到“區(qū)別對待”而依賴了具體類，沒有依賴抽象。
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希望本文所述對大家Android程序設計有所幫助。
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