設計模式，行爲模式之訪問者模式

1 概述

訪問者模式(Visitor Pattern)是一種行爲模式，不常用。它可以將作用在對象上的算法邏輯，與對象本身分離開來。

2 訪問者模式

當需要對一組相似類型的對象執行操作時，我們可以將操作邏輯分別維護在每個對象內部，但這違背了單一職責原則。
訪問者模式就是來應對這種情況的：將所有的算法邏輯移動到一個新的類----訪問者(Visitor)中，統一維護，如果其中的邏輯發生了變化，那麼我們只需要在訪問者實現中進行更改，而不用影響到原對象。同時，在訪問者模式中，擴展變得很容易，增加新的對象以及操作邏輯，只需要在訪問者中做添加即可。

3 案例

來看一個例子。購物結算時，需要統計所有商品的價格，同時還要考慮到商品的折扣，不同的商品，優惠政策也不一樣。我們用訪問者模式，來統一處理結算的邏輯：

public interface Visitable {
    int accept(Visitor visitor);
}
public interface Fruit extends Visitable {
    int getPricePerKg();
    int getWeight();
}
// 水果類只需要維護自身的屬性如單價，重量等信息，無需關心結算方式
public class Apple implements Fruit {
    private int pricePerKg;
    private int weight;
    public Apple(int pricePerKg, int weight) {
        this.pricePerKg = pricePerKg;
        this.weight = weight;
    }
    @Override
    public int getPricePerKg() {
        return pricePerKg;
    }
    @Override
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
    @Override
    public int accept(Visitor visitor) {
        return visitor.visit(this);
    }
}
public class Orange implements Fruit {
    private int pricePerKg;
    private int weight;
    public Orange(int pricePerKg, int weight) {
        this.pricePerKg = pricePerKg;
        this.weight = weight;
    }
    @Override
    public int getPricePerKg() {
        return pricePerKg;
    }
    @Override
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
    @Override
    public int accept(Visitor visitor) {
        return visitor.visit(this);
    }
}
public class Banana implements Fruit {
    private int pricePerKg;
    private int weight;
    public Banana(int pricePerKg, int weight) {
        this.pricePerKg = pricePerKg;
        this.weight = weight;
    }
    @Override
    public int getPricePerKg() {
        return pricePerKg;
    }
    @Override
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
    @Override
    public int accept(Visitor visitor) {
        return visitor.visit(this);
    }
}

public interface Visitor {
    int getTotalCost(Fruit... fruits);
    int visit(Apple apple);
    int visit(Orange orange);
    int visit(Banana banana);
}
// 訪問者類維護具體的算法邏輯
public class FruitVisitor implements Visitor {
    @Override
    public int getTotalCost(Fruit... fruits) {
        int cost = 0;
        for (Fruit fruit : fruits) {
            cost += fruit.accept(this);
        }
        return cost;
    }
    @Override
    public int visit(Apple apple) {
        // 蘋果打八折
        int pricePerKg = apple.getPricePerKg();
        if (pricePerKg > 10) {
            pricePerKg *= 0.8;
        }
        int cost = pricePerKg * apple.getWeight();
        System.out.println(apple.getWeight() + "kg apples costs $" + cost);
        return cost;
    }
    @Override
    public int visit(Orange orange) {
        // 橘子滿2千克，單價減2元
        int pricePerKg = orange.getPricePerKg();
        if (orange.getWeight() > 2) {
            pricePerKg -= pricePerKg - 2;
        }
        int cost = pricePerKg * orange.getWeight();
        System.out.println(orange.getWeight() + "kg oranges costs $" + cost);
        return cost;
    }
    @Override
    public int visit(Banana banana) {
        // 香蕉沒有折扣
        int cost = banana.getPricePerKg() * banana.getWeight();
        System.out.println(banana.getWeight() + "kg bananas costs $" + cost);
        return cost;
    }
}

輸出：

1kg apples costs $9
3kg oranges costs $6
2kg bananas costs $16
Total cost: 31

通過將getTotalCost()的邏輯從Fruit中抽離出來，放到獨立的類Visitor中單獨維護，使得代碼滿足了單一職責原則。對於折扣算法的修改，都不會影響到原有的Fruit對象，達到了對象與算法解耦的目的。
JDK中，一般以Visitor結尾的類，都運用了訪問者模式，如FileVisitor，AnnotationValueVisitor…

4 總結

訪問者模式可以讓對象與算法邏輯分離，使程序更易於修改和擴展。當然，缺點是訪問者接口的實現過多，會使得訪問者變得很龐雜。雖然這種模式在實際中不多見，但在合適的場景中，恰當地運用可以有效降低系統複雜度。

文中例子的github地址