访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它主要用于在不修改现有类结构的前提下向对象结构添加新的操作。访问者模式通过定义一个访问者接口，使得可以在不改变元素类的情况下，为各个元素类增加新的功能。
原理
- 元素接口（Element Interface）: 定义了一个accept()方法，用于接收访问者对象的访问。
- 具体元素类（Concrete Elements）: 实现了元素接口，并且每个类都可能有自己特有的业务逻辑和数据。
- 访问者接口（Visitor Interface）: 定义了一系列访问元素的方法，对应不同的具体元素类型。
- 具体访问者类（Concrete Visitors）: 实现了访问者接口，提供了对每个具体元素类进行特定操作的方法。
Java代码示例
// 元素接口
public interface Element {
void accept(Visitor visitor);
}
// 具体元素类 - 文件
public class File implements Element {
private String name;
public File(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visitFile(this);
}
// 获取文件名
public String getName() {
return name;
}
}
// 具体元素类 - 文件夹
public class Folder implements Element {
private List<Element> children;
public Folder() {
this.children = new ArrayList<>();
}
public void addElement(Element child) {
children.add(child);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visitFolder(this);
for (Element child : children) {
child.accept(visitor);
}
}
// 获取子元素列表
public List<Element> getChildren() {
return children;
}
}
// 访问者接口
public interface Visitor {
void visitFile(File file);
void visitFolder(Folder folder);
}
// 具体访问者类 - 计算文件总数与大小
public class SizeCalculator implements Visitor {
private int fileCount;
private long totalSize;
public SizeCalculator() {
fileCount = 0;
totalSize = 0L;
}
@Override
public void visitFile(File file) {
fileCount++;
// 假设我们已有一个获取文件大小的方法
totalSize += getFileSize(file.getName());
}
@Override
public void visitFolder(Folder folder) {
for (Element element : folder.getChildren()) {
element.accept(this);
}
}
public int getFileCount() {
return fileCount;
}
public long getTotalSize() {
return totalSize;
}
// 示例方法，实际中需要从磁盘或数据库获取
private long getFileSize(String fileName) {
// 这里仅作演示，实际上会根据文件名获取真实大小
return 1024; // 假设每个文件大小为1KB
}
}
// 使用示例
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Folder root = new Folder();
root.addElement(new File("file1.txt"));
root.addElement(new File("file2.txt"));
Folder subFolder = new Folder();
subFolder.addElement(new File("subFile1.txt"));
root.addElement(subFolder);
SizeCalculator calculator = new SizeCalculator();
root.accept(calculator);
System.out.println("Total files: " + calculator.getFileCount());
System.out.println("Total size: " + calculator.getTotalSize());
}
}
想象你正在管理一个图书馆，书架上有各种书籍和盒子（代表文件和文件夹）。当你要统计所有书籍的数量和总体积时，你可以扮演“访问者”的角色，逐个检查每本书籍和盒子。打开盒子后，再继续检查盒子里的内容。在这个过程中，你不需要修改书本或盒子本身，而是通过定义一套针对不同对象的操作规则（访问者接口），实现了灵活的功能扩展。
应用场景
- 文件系统遍历：定义一个访问者来统计文件夹中的文件数量、计算总大小等。
- 编译器语法分析：遍历抽象语法树（AST），对不同类型的节点执行不同的处理，如类型检查、代码生成等。
适用性
- 对象结构稳定但需要频繁增加新的操作。
- 需要对一组相似的对象结构执行不同的操作。
- 想要在不影响这些对象的情况下定义新操作。
