一,访问者模式的角色: 抽象访问者:声明一个或者多个访问操作,形成所有的具体元素都要实现的接口 具体访问者:实现抽象访问者所声明的接口 抽象节点:声明一个接受操作,接受一个访问者对象作为参量 具体节点:实现了抽象元素所规定的接受操作 结构对象:遍历结构中的所有元素,类似List Set等 二,在什么情况下应当使用访问者模式 访问者模式应该用在被访问类结构比较稳定的时候,换言之系统很少出现增加新节点的 情况。因为访问者模式对开-闭原则的支持并不好,访问者模式答应在节点中加入方法, 是倾斜的开闭原则,类似抽象工厂。 三,访问者模式的缺点: 1,增加节点困难 2,破坏了封装 因为访问者模式的缺点和复杂性,很多设计师反对使用访问者模式。个人感觉应该在了解的 情况下考虑衡量选择.
静态分派,动态分派,多分派,单分派 -------------- visitor模式预备 一,静态分派: 1,定义:发生在编译时期,分派根据静态类型信息发生,重载就是静态分派 2,什么是静态类型:变量被声明时的类型是静态类型 什么是动态类型:变量所引用的对象的真实类型 3,有两个类,BlackCat ,WhiteCat都继续自Cat 如下调用 class Cat{} class WhiteCat extends Cat{} class BlackCat extends Cat{} public class Person { public void feed(Cat cat){ System.out.println("feed cat"); } public void feed(WhiteCat cat){ System.out.println("feed WhiteCat"); } public void feed(BlackCat cat){ System.out.println("feed BlackCat"); } public static void main(String[] args) { Cat wc = new WhiteCat(); Cat bc = new BlackCat(); Person p = new Person(); p.feed(wc); p.feed(bc); }
} 运行结果是: feed cat feed cat 这样的结果是因为重载是静态分派,在编译器执行的,取决于变量的声明类型,因为wc ,bc都是Cat所以调用的都是feed(Cat cat)的函数. 二,动态分派 1,定义:发生在运行期,动态分派,动态的置换掉某个方法。 还是上边类似的例子: class Cat{ public void eat(){ System.out.println("cat eat"); } } public class BlackCat extends Cat{ public void eat(){ System.out.println("black cat eat"); } public static void main(String[] args){ Cat cat = new BlackCat(); cat.eat(); } }这个时候的结果是: black cat eat 这样的结果是因为在执行期发生了向下转型,就是动态分派了。
三,单分派: 1,定义:根据一个宗量的类型进行方法的选择 四,多分派: 1,定义:根据多于一个宗量的类型对方法的选择 2,说明:多分派其实是一系列的单分派组成的,区别的地方就是这些但分派不能分割。 3,C++ ,Java都是动态单分派,静态多分派语言 多分派的语言有:CLOS Cecil
访问差异类型的集合类--visitor模式入门 访问差异类型的集合类--visitor模式入门 本文对应代码下载这里 一,问题提出 访问同一类型的集合类是我们最常见的事情了,我们工作中这样的代码太常见了。
1 Iterator ie = list.iterator(); 2 while (ie.hasNext()) { 3 Person p = (Person)ie.next(); 4 p.doWork(); 5 }
这种访问的特点是集合类中的对象是同一类对象Person,他们拥有功能的方法run,我们调用的恰好是这个共同的方法。 在大部份的情况下,这个是可以的,但在一些复杂的情况,如被访问者的继续结构复杂,被访问者的并不是同一类对象, 也就是说不是继续自同一个根类。方法名也并不相同。例如Java GUI中的事件就是一个例子。 例如这样的问题,有如下类和方法: 类:PA ,方法:runPA(); 类:PB ,方法:runPB(); 类:PC ,方法:runPC(); 类:PD ,方法:runPD(); 类:PE ,方法:runPE(); 有一个集合类List List list = new ArrayList(); list.add(new PA()); list.add(new PB()); list.add(new PC()); list.add(new PD()); list.add(new PE()); ....
二:解决 要求能访问到每个类的对应的方法。我们第一反应应该是这样的。
1 Iterator ie = list.iterator(); 2 while (ie.hasNext()) { 3 Object obj = ie.next(); 4 if (obj instanceof PA) { 5 ((PA)obj).runPA(); 6 } else if (obj instanceof PB) { 7 ((PB)obj).runPB(); 8 } else if (obj instanceof PC) { 9 ((PC)obj).runPC(); 10 } else if (obj instanceof PD) { 11 ((PD)obj).runPD(); 12 } else if (obj instanceof PE) { 13 ((PE)obj).runPE(); 14 } 15 }
三:新问题及分析解决 当数目变多的时候,维护if else是个费力气的事情: 仔细分析if,else做的工作,首先判定类型,然後根据类型执行相应的函数 如何才能解决这两个问题呢?首先想到的是java的多态,多态就是根据参数执行相应的内容, 能很轻易的解决第二个问题,我们可以写这样一个类:
1 public class visitor { 2 public void run(PA pa) { 3 pa.runPA(); 4 } 5 public void run(PB pb) { 6 pb.runPB(); 7 } 8 public void run(PC pc) { 9 pc.runPC(); 10 } 11 public void run(PD pd) { 12 pd.runPD(); 13 } 14 public void run(PE pe) { 15 pe.runPE(); 16 } 17 }
这样只要调用run方法,传入对应的参数就能执行了。
还有一个问题就是判定类型。由于重载(overloading)是静态多分配(java语言本身是支持"静态多分配"的。 关于这个概念请看这里)所以造成重载只根据传入对象的定义类型,而不是实际的类型,所以必须在传入前就确定类型, 这可是个难的问题,因为在容器中对象全是Object,出来后要是判定是什么类型必须用 if (xx instanceof xxx)这种方法,假如用这种方法启不是又回到了原点,有没有什么更好的办法呢?
我们知到Java还有另外一个特点,覆写(overriding),而覆写是"动态单分配"的(关于这个概念见这里), 那如何利用这个来实现呢?看下边这个方法: 我们让上边的一些类PA PB PC PD PE都实现一个接口P,加入一个方法,accept();
1 public void accept(visitor v) { 2 // 把自己传入1 3 v.run( this ); 4 } 5 然後在visitor中加入一个方法 6 public void run(P p) { 7 // 把自己传入2 8 p.accept( this ); 9 } 10 // 这样你在遍历中可以这样写 11 Visitor v = new Visitor(); 12 Iterator ie = list.iterator(); 13 while (ie.hasNext()) { 14 P p = (P)ie.next(); 15 p.accept(v); 16 } 17 }
首先执行的是"把自己传入2",在这里由于Java的特性,实际执行的是子类的accept(),也就是实际类的accept 然後是"把自己传入1",在这里再次把this传入,就明确类型,ok我们巧妙的利用overriding解决了这个问题 其实归纳一下第二部分,一个要害点是"自己熟悉自己",是不是很可笑。 其实在计算计技术领域的很多技术上看起来很高深的东西,其实就是现有社会中人的生活方式的一种映射 而且这种方式是简单的不能再简单的方式。上边的全部过程基本上是一个简单的visitor模式实现,visitor模式 已经是设计模式中比较复杂的模式了,但其实原理简单到你想笑。看看下边这个比喻也许你的理解会更深刻。
四:一个帮助理解的比喻: 题目:指挥工人工作 条件:你有10个全能工人,10样相同工作。 需求:做完工作 实现:大喊一声所有人去工作
条件变了,工人不是全能,但是工作相同,ok问题不大 条件再变,工作不是相同,但工人是全能,ok问题不大
以上三种情况在现实生活中是很少发生得,最多的情况是这样: 10个工人,每人会做一种工作,10样工作。你又一份名单Collection)写着谁做什么。但你不熟悉任何人 这个时候你怎么指挥呢,方案一: 你可以一个个的叫工人,然後问他们名字,熟悉他们,查名单,告诉他们做什么工作。 你可以直接叫出他们名字,告诉他们干什么,不需要知到他是谁。 看起来很简单。但假如你要指挥10万人呢 ?而且人员是流动的,天天的人不同,你天天拿到一张文档。 其实很简单,最常用的做法是,你把这份名单贴在墙上,然後大喊一声,所有人按照去看,按照自己的分配情况去做。 这里利用的要害点是"所有工人自己熟悉自己",你不能苛求每个工人会做所有工作,不能苛求所有工作相同,但你 能要求所有工人都熟悉自己。
再想想我们开始的程序,每个工人对应着PA PB PC PD PE.... 所有的工人都使工人P 每个工人会做的东西不一样runPA runPB runPC 你有一份名单Visitor(重载)记录着谁做什么工作。
看完上边这些,你是不是会产生如下的问题: 问题:为什么不把这些方法的方法名做成一样的,那就可以解决了。 例如,我们每个PA ,PB ,PC都加入一个run 方法,然後run内部再调用自己对应的runPx()方法。 答案:有些时候从不同的角度考虑,或者因为实现的复杂度早成很难统一方法名。 例如上边指挥人工作的例子的例子,其实run方法就是大叫一声去工作,因为每个工人只会做一种工作,所以能行 但我们不能要求所有人只能会做一种事情,这个要求很愚蠢。所以假如每个工人会干两种或者多种工作呢, 也就是我PA 有runPA() walkPA()等等方法, PB有runPB() climbPB()等等。。。 这个时候按照名单做事才是最好的办法。
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