【软考】设计模式之访问者模式

目录

        • 1. 说明
        • 2. 应用场景
        • 3. 结构图
        • 4. 构成
        • 5. java示例
          • 5.1 喂动物
            • 5.1.1 抽象访问者
            • 5.1.2 具体访问者
            • 5.1.3 抽象元素
            • 5.1.4 具体元素
            • 5.1.5 对象结构
            • 5.1.6 客户端类
            • 5.1.7 结果示例
          • 5.2 超市销售系统
            • 5.2.1 业务场景
            • 5.2.2 业务需求类图
            • 5.2.3 抽象访问者
            • 5.2.4 具体访问者
            • 5.2.5 抽象元素
            • 5.2.6 具体元素
            • 5.2.7 对象结构
            • 5.2.8 客户端类
            • 5.2.9 结果示例
            • 5.2.10 改进

1. 说明
  • 1.访问者设计模式（Visitor Design Pattern）是一种常见的软件设计模式
  • 2.属于行为型设计模式，行为型对象模式
  • 3.目的：分离数据结构与数据操作，在不改变元素数据结构的情况下，进行添加元素操作
2. 应用场景
  • 1.类的结构改变较少，但经常要增加新的基于该结构的操作
  • 2.需要对某一对象结构的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作污染这些对象的类，也不希望在新增操作时修改这些类
3. 结构图

在这里插入图片描述

4. 构成
  • 1.访问者模式由抽象访问者、具体访问者、抽象元素、具体元素、对象结构等角色构成
  • 2.抽象访问者（Visitor）：定义访问具体元素的接口，为每个具体元素类声明一个Visit操作，该操作的参数类型标识了被访问的具体元素
  • 3.具体访问者（ConcreteVisitor）:实现抽象访问者中声明的各个Visit操作
  • 4.抽象元素（Element）：声明一个包含接受操作Accept()的接口，Accept()参数为被接受访问者
  • 5.具体元素（ConcreteElement）：实现一个访问者为参数的Accept操作
  • 6.对象结构（ObjectStructure）:包含抽象元素的容器，提供让访问者对象遍历容器中所有元素的方法（List、Set、Map等）
5. java示例
5.1 喂动物
5.1.1 抽象访问者
  • 1.一个抽象访问者接口
  • 2.定义访问具体元素的方法feed，为每个具体元素类声明一个喂养的方法，喂狗和喂猫，喂养操作的参数类型标识了被访问的具体元素为狗和猫
package com.learning.visitor;
/**
* 抽象访问者
*/
public interface Person {
    public void feed(Dog dog);

    public void feed(Cat cat);
}
5.1.2 具体访问者
  • 1.具体访问者（ConcreteVisitor）:实现抽象访问者中声明的各个Visit操作
  • 2.自家主人实现抽象访问者中声明的喂狗、喂猫操作
  • 3.其他人实现抽象访问者中声明的喂狗、喂猫操作
package com.learning.visitor;

/**
 *  自家主人
 */
public class Owner implements Person{
    @Override
    public void feed(Cat cat) {
        System.out.println("主人喂食猫");
    }

    @Override
    public void feed(Dog dog) {
        System.out.println("主人喂食狗");
    }
}

package com.learning.visitor;

/**
 * 其他人
 */
public class Someone implements Person{

    @Override
    public void feed(Dog dog) {
        System.out.println("其他人喂食狗");
    }

    @Override
    public void feed(Cat cat) {
        System.out.println("其他人喂食猫");
    }
}
5.1.3 抽象元素
  • 1.定一个动物接口，声明一个接收一个人的方法
  • 2.表明是谁喂，参数人为被接受访问者
package com.learning.visitor;
/**
* 抽象元素  动物
*/
public interface Animal {
    void accept(Person person);
}
5.1.4 具体元素
  • 1.实现accept操作，参数是一个访问者
package com.learning.visitor;
/**
* 狗
*/
public class Dog implements Animal{
    @Override
    public void accept(Person person) {
        person.feed(this);
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

package com.learning.visitor;

/**
 * 猫
 */
public class Cat implements Animal{
    @Override
    public void accept(Person person) {
        person.feed(this);
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}
5.1.5 对象结构
  • 1.包含抽象元素的容器，提供让访问者对象遍历容器中所有元素的方法（List、Set、Map等）
  • 2.通过add方法，将具体的元素狗和猫放进List中
  • 3.提供遍历List中所有元素的方法action
package com.learning.visitor;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 家
 */
public class Home {
    // 声明一个集合对象，用来存储元素对象
    private List<Animal> animalList = new ArrayList<>();

    // 添加元素功能
    public void add(Animal animal){
        animalList.add(animal);
    }

    public void action(Person person){
        //遍历集合，获取每一个元素，让访问者访问每一个元素
        for(Animal animal : animalList){
            animal.accept(person);
        }
    }
}
5.1.6 客户端类
package com.learning.visitor;

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建home对象
        Home home = new Home();
        // 添加元素到home对象中
        home.add(new Dog());
        home.add(new Cat());

        //创建主人对象
        Owner owner = new Owner();
        // 主人喂猫
        home.action(owner);

        //创建其他人对象
        Someone someone = new Someone();
        //其他人喂食
        home.action(someone);
    }
}
5.1.7 结果示例

在这里插入图片描述

5.2 超市销售系统
5.2.1 业务场景
  • 1.假设现在要创建一个简单的超市销售系统，顾客将毛巾、饼干、酸奶等物品（Item）加入购物车（Shopping_Cart），在收银台（Checkout）人工（Manual）或自动（Auto）地将购物车中每个物品的价格汇总到总价格后结账。
5.2.2 业务需求类图

在这里插入图片描述

5.2.3 抽象访问者
  • 1.该场景下，抽象访问者为收银台Checkout
  • 2.定义访问具体元素的方法checkout，为每个具体元素类声明一个结账的方法，结账操作的参数类型标识了被访问的具体元素为毛巾、饼干和酸奶等
package com.learning.visitor.shop;

// 结账接口
interface Checkout {
    // 结账毛巾
    void checkout(Towel towel);

    // 结账饼干
    void checkout(Cookie cookie);

    // 结账酸奶
    void checkout(Yogurt yogurt);
}
5.2.4 具体访问者
  • 1.具体访问者（ConcreteVisitor）:实现抽象访问者中声明的各个结账操作
  • 2.人工结账实现抽象访问者中声明的结账毛巾、饼干、酸奶操作
  • 3.自动结账实现抽象访问者中声明的结账毛巾、饼干、酸奶操作
package com.learning.visitor.shop;

// 人工结账类
public class ManualCheckout implements Checkout {

    @Override
    public void checkout(Towel towel) {
        System.out.println("人工结账毛巾");
    }

    @Override
    public void checkout(Cookie cookie) {
        System.out.println("人工结账饼干");
    }

    @Override
    public void checkout(Yogurt yogurt) {
        System.out.println("人工结账酸奶");
    }
}

package com.learning.visitor.shop;

// 自动结账类
public class AutoCheckout implements Checkout {
    @Override
    public void checkout(Towel towel) {
        System.out.println("自动结账毛巾");
    }

    @Override
    public void checkout(Cookie cookie) {
        System.out.println("自动结账饼干");
    }

    @Override
    public void checkout(Yogurt yogurt) {
        System.out.println("自动结账酸奶");
    }
}
5.2.5 抽象元素
  • 1.定一个物品接口，声明一个接收一个结账方式的方法
  • 2.表明是哪种方式结账，其中方法的参数即收银台为被接受访问者
 package com.learning.visitor.shop;

// 物品接口
public interface Item {

    void accept(Checkout checkout);
    double getPrice();
    String getName();
}
5.2.6 具体元素
  • 1.实现accept操作，参数是一个访问者即收银台
package com.learning.visitor.shop;

/**
 * 毛巾类
 */
public class Towel implements Item{

    @Override
    public void accept(Checkout checkout) {
        checkout.checkout(this);
    }

    @Override
    public double getPrice() {
        return 5.99;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "毛巾";
    }
}


package com.learning.visitor.shop;

/**
 * 饼干
 */
public class Cookie implements Item {
    @Override
    public void accept(Checkout checkout) {
        checkout.checkout(this);
    }

    @Override
    public double getPrice() {
        return 2.99;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "饼干";
    }
}


package com.learning.visitor.shop;

/**
 * 酸奶
 */
public class Yogurt implements Item {
    @Override
    public void accept(Checkout checkout) {
        checkout.checkout(this);
    }

    @Override
    public double getPrice() {
        return 1.99;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "酸奶";
    }
}
5.2.7 对象结构
  • 1.包含抽象元素的容器，提供让访问者对象遍历容器中所有元素的方法（List、Set、Map等）
  • 2.通过add方法，将具体的元素毛巾、饼干、酸奶放进List中
  • 3.提供遍历List中所有元素的方法action
package com.learning.visitor.shop;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;  
  
// 购物车类  
public class ShoppingCart {
    private List<Item> items = new ArrayList<>();  
  
    public void addItem(Item item) {  
        items.add(item);  
    }

    /**
     * 结账action
     * @param checkout
     */
    public void action(Checkout checkout) {
        for (Item item : items) {
            item.accept(checkout);
        }
    }  
}
5.2.8 客户端类
package com.learning.visitor.shop;

/**
 * 超市销售系统
 */
public class SupermarketSystem {
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建物品  
        Item towel = new Towel();  
        Item cookie = new Cookie();
        Item yogurt = new Yogurt();  
  
        // 创建购物车并添加物品  
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();  
        cart.addItem(towel);  
        cart.addItem(cookie);
        cart.addItem(yogurt);  
  
        // 使用人工结账  
        ManualCheckout manualCheckout = new ManualCheckout();
        cart.action(manualCheckout);
  
        // 使用自动结账  
        AutoCheckout autoCheckout = new AutoCheckout();  
        cart.action(autoCheckout);
    }  
}
5.2.9 结果示例

在这里插入图片描述

5.2.10 改进
  • 1.结账接口可以把购物车作为参数进行结账
// 结账接口  
interface Checkout {  
    void checkout(ShoppingCart cart);  
}  

// 人工结账类  
class ManualCheckout implements Checkout {  
    @Override  
    public void checkout(ShoppingCart cart) {  
        System.out.println("Manual Checkout");  
        System.out.println("Total price: " + cart.getTotalPrice());  
        // 在这里执行人工结账的逻辑，比如接收现金或刷卡  
    }  
}  

// 自动结账类  
class AutoCheckout implements Checkout {  
    @Override  
    public void checkout(ShoppingCart cart) {  
        System.out.println("Auto Checkout");  
        System.out.println("Total price: " + cart.getTotalPrice());  
        // 在这里执行自动结账的逻辑，比如扫描条形码或使用移动支付  
    }  
}

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