设计模式(23) 访问者模式

Posted 2021-04-25 菜鸟程序员成长记

由于应用开发过程中先前完成的类型会因为需求变化（无论是业务功能，还是技术实现或是出于集成的需要）增加新的方法，如果直接在基类中增加新的方法，其派生类型可能需要相应进行比较繁琐的处理。而使用访问者模式可以做到在不改变既有类型层次的前提下，运行时动态为类型层次的每个类增加新的操作。

访问者模式

GOF对策略模式的描述为：
Represent an operation to be performed on the elements of an object structure. Visitor lets you define a new operation without changing the classes of the elements on which it operates...
— Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software

UML类图

访问者模式包含五种角色：

• IVistor（抽象访问者）：为该对象结构中具体元素角色声明一个访问操作接口。

• ConcreteVisitor（具体访问者）：每个具体访问者都实现了IVistor中定义的操作。

• IElement（抽象元素）：定义了一个accept操作，以IVisitor作为参数。

• ConcreteElement（具体元素）：实现了IElement中的accept()方法，调用IVistor的访问方法以便完成对一个元素的操作。

• ObjectStructure（对象结构）：可以是组合模式，也可以是集合，能够枚举它包含的元素，并提供一个接口，允许IVistor访问它的元素。

代码示例

设想有这样一个HR系统，系统只能按照标准的工作时间、时薪计算薪金，在系统交付后发现需要提供加班计算功能，而且还需要安排休假、晋升等功能，考虑到类似的需求在将来还会出现，所以改造的时候考虑采用访问者模式。在HR系统的对象上增加了Accept某个IVisistor接口的能力，在添加新功能的时候可以实现IVisitor接口。

public interface IEmployee
{
    string Name { get; set; }
    double Income { get; set; }
    int VacationDays { get; set; }
    void Accept(IVisitor visitor);
}

public interface IVisitor
{
    void VisitiEmployee(IEmployee employee);
    void VisitManager(Manager manager);
}

public class Employee : IEmployee
{
    public string Name { get; set; }
    public double Income { get; set; }
    public int VacationDays { get; set; }
    public Employee(string name, double income, int vacationDays)
    {
        this.Name = name;
        this.Income = income;
        this.VacationDays = vacationDays;
    }
    public void Accept(IVisitor visitor)
    {
        visitor.VisitiEmployee(this);
    }
}

public class Manager : IEmployee
{
    public string Department { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public double Income { get; set; }
    public int VacationDays { get; set; }
    public Manager(string name, double income, int vacationDays, string department)
    {
        this.Name = name;
        this.Income = income;
        this.VacationDays = vacationDays;
        this.Department = department;
    }
    public void Accept(IVisitor visitor)
    {
        visitor.VisitManager(this);
    }
}

public class EmployeeCollection : List<IEmployee>
{
    public void Accept(IVisitor visitor)
    {
        foreach (IEmployee employee in this)
        {
            employee.Accept(visitor);
        }
    }
}

public class ExtraVacationVisitor : IVisitor
{
    public void VisitiEmployee(IEmployee employee)
    {
        employee.VacationDays += 1;
    }

    public void VisitManager(Manager manager)
    {
        manager.VacationDays += 2;
    }
}

public class RaiseSalaryVisitor : IVisitor
{
    public void VisitiEmployee(IEmployee employee)
    {
        employee.Income *= 1.1;
    }

    public void VisitManager(Manager manager)
    {
        manager.Income *= 1.2;
    }
}

调用端代码

public class Test
{
    public static void Entry()
    {
        EmployeeCollection employees = new EmployeeCollection();
        employees.Add(new Employee("joe", 25000, 14));
        employees.Add(new Manager("alice", 22000, 14, "sales"));
        employees.Add(new Employee("peter", 15000, 7));

        employees.Accept(new ExtraVacationVisitor());
        employees.Accept(new RaiseSalaryVisitor());
    }
}

Employee类型并没有加薪和修改休假天数的方法，但借助访问者模式，时期具有了对应的功能。访问者模式的关键代码是在数据基础类里面有一个方法接受访问者，将自身引用传入访问者，这样访问者就可以操作数据类了。

访问者模式的适用场景

• 一个类型需要依赖于很多不同接口的类型，在结构尽量松散的前提下，希望可以用到这些类型不同接口方法。

• 经常需要为一个结构相对固定的对象结构添加一些新的操作。

• 需要用一个独立的类型来组织一批不相干的操作，使用它的类型可以根据应用需要进行定制。

访问者模式的特点

优点

• 符合单一职责原则。

• 优秀的扩展性。

• 灵活性。
  缺点

• 具体元素对访问者公布细节，违反了迪米特原则。

• 具体元素变更比较困难。

• 违反了依赖倒置原则，依赖了具体类，而不是依赖抽象。

参考书籍：
王翔著 《设计模式——基于C#的工程化实现及扩展》