如何理解Android设计模式中的访问者模式？

访问者模式（Visitor Pattern）是一种将数据操作与数据结构分离的设计模式，在Android编程中也有着广泛的应用，通过这种设计模式，可以在不改变对象结构的前提下定义作用于这些对象的新操作，本文将详细介绍访问者模式的相关内容，包括其定义、使用场景、UML类图、示例代码以及相关FAQs。

一、什么是访问者模式？

访问者模式是一种行为型设计模式，它将数据操作与数据结构分离，访问者模式允许你在不修改已有对象结构的情况下，新增操作，它通过引入一个“访问者”接口，使得不同的访问者可以对同一个对象结构进行不同的操作。

二、为什么使用访问者模式？

访问者模式的主要目的是实现数据结构和作用于结构上的操作之间的解耦，这样可以使系统更加灵活和易于扩展，以下是访问者模式的一些主要优点：

1、角色职责分离：符合单一职责原则，每个类有明确的职责。

2、优秀的扩展性：增加新的操作时无需修改已有的类，只需增加新的访问者即可。

3、灵活性：可以针对不同的元素类型执行不同的操作。

4、减少对象结构上的方法数量：避免了因不断增加新方法而导致的对象结构复杂化。

三、访问者模式的UML类图

访问者模式通常包含以下几个角色：

Visitor：抽象访问者，声明访问操作。

ConcreteVisitor：具体访问者，实现访问操作。

Element：抽象元素，声明接受访问者的方法。

ConcreteElement：具体元素，实现接受访问者的方法。

ObjectStructure：对象结构，维护元素的集合，并提供遍历方法。

以下是访问者模式的UML类图：

+------------------------+          +---------------------+
|       Visitor          |<---------|    ConcreteVisitor  |
+------------------------+          +---------------------+
| + visit(ElementA)     |          | + visit(ElementA)  |
| + visit(ElementB)     |          | + visit(ElementB)  |
+------------------------+          +---------------------+
        ^                         ^
        |                         |
+--------|----------------------|--------|-------------------+
|         Element              |       |      ConcreteElementA |
|  + accept(Visitor)           |       |                     |
+------------------------+       |       +------------------------+
|                             |       | + accept(Visitor)         |
|                             |       |                     |
+------------------------+       |       |                     |
|      ElementA            |<------|       |                     |
|  + accept(Visitor)       |       |       |                     |
+------------------------+       |       |                     |
|      ElementB            |       |       |                     |
|  + accept(Visitor)       |       |       |                     |
+------------------------+       |       |                     |
        ^                         ^
        |                         |
+--------|----------------------|--------|-------------------+
| ObjectStructure           |       |      ConcreteElementB |
| elements: List<Element> |       |                     |
| + forEach(Visitor visitor) |       |                     |
+------------------------+       |                     |

四、访问者模式的使用场景

访问者模式适用于以下情况：

1、对象结构稳定但操作易变：当对象结构相对稳定，但经常需要在对象结构上定义新的操作时，可以使用访问者模式。

2、避免污染对象类：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的且不相关的操作，而不想“污染”这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类。

3、独立变化的操作集合：希望将一组操作放到独立的类中，而不是分散到各个对象类中。

五、访问者模式的简单示例

为了更好地理解访问者模式，以下是一个Java语言编写的简单示例，模拟公司年终业绩考核的情景，假设公司有工程师和经理两种员工，评定者有CEO和CTO，他们关注不同的指标。

员工基类

abstract class Staff {
    public String name;
    public int kpi;
    public Staff(String name) {
        this.name = name;
        this.kpi = new Random().nextInt(10);
    }
    public abstract void accept(Visitor visitor);
}

工程师类

class Engineer extends Staff {
    private int codeLines; // 代码数量
    public Engineer(String name) {
        super(name);
        codeLines = new Random().nextInt(10 * 10000);
    }
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    public int getCodeLines() {
        return codeLines;
    }
}

经理类

class Manager extends Staff {
    private int products; // 产品数量
    public Manager(String name) {
        super(name);
        products = new Random().nextInt(10);
    }
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    public int getProducts() {
        return products;
    }
}

访问者接口

interface Visitor {
    void visit(Engineer engineer);
    void visit(Manager manager);
}

CEO访问者

class CEOVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(Engineer engineer) {
        System.out.println("工程师：" + engineer.name + ", KPI: " + engineer.kpi);
    }
    @Override
    public void visit(Manager manager) {
        System.out.println("经理：" + manager.name + ", KPI: " + manager.kpi + ", 新产品数量：" + manager.getProducts());
    }
}

CTO访问者

class CTOVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(Engineer engineer) {
        System.out.println("工程师：" + engineer.name + ", 代码数量:" + engineer.getCodeLines());
    }
    @Override
    public void visit(Manager manager) {
        System.out.println("经理：" + manager.name + ", 产品数量:" + manager.getProducts());
    }
}

客户端代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        List<Staff> staffList = new ArrayList<>();
        staffList.add(new Engineer("张三"));
        staffList.add(new Manager("李四"));
        staffList.add(new Engineer("王五"));
        staffList.add(new Manager("赵六"));
        Visitor ceoVisitor = new CEOVisitor();
        Visitor ctoVisitor = new CTOVisitor();
        for (Staff staff : staffList) {
            staff.accept(ceoVisitor); // CEO进行评估
            staff.accept(ctoVisitor); // CTO进行评估
        }
    }
}

在这个示例中，Staff是抽象元素，Engineer和Manager是具体元素，它们都实现了accept方法。Visitor是访问者接口，CEOVisitor和CTOVisitor是具体的访问者，分别实现了对不同类型员工的评估逻辑，通过这种方式，我们可以在不修改原有类的情况下，新增不同类型的评估操作。

六、常见问题解答（FAQs）

Q1：什么时候应该使用访问者模式？

A1：当你有一个相对固定的对象结构，并且需要在这个结构上定义多种不同的操作时，可以考虑使用访问者模式，这可以避免在对象类中添加大量的操作方法，从而保持类的简洁和单一职责，在一个文档对象模型（DOM）中，可以使用访问者模式来遍历节点并进行不同的操作，如渲染、打印等。

Q2：访问者模式有什么缺点？

A2：访问者模式的主要缺点包括：具体元素对访问者公布细节，违反了迪米特法则；具体元素变更时，修改成本较大；违反了依赖倒置原则，为了区别对待而依赖了具体类，访问者模式可能会使代码变得更加复杂，难以理解和维护，因此在使用时需要权衡利弊。

小伙伴们，上文介绍了“Android设计模式之访问者模式”的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。