设计模式学习-使用go实现访问者模式

• 访问者模式
  • 定义
  • 优点
  • 缺点
  • 适用范围
  • 代码实现
  • 什么是 Double Dispatch
  • 参考

访问者模式

定义

访问者模式(Visitor):表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

使用访问者模式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。主要意图是将数据结构与数据操作分离。

不过作为比较难理解的设计模式之一，因为它难理解、难实现，应用它会导致代码的可读性、可维护性变差，所以，访问者模式在实际的软件开发中很少被用到，在没有特别必要的情况下，访问者模式是不建议使用的。

优点

1、开闭原则。 你可以引入在不同类对象上执行的新行为， 且无需对这些类做出修改。

2、单一职责原则。 可将同一行为的不同版本移到同一个类中。

3、灵活性更好。

缺点

1、具体元素变更比较困难。每次在元素层次结构中添加或移除一个类时，都要更新所有的访问者。

2、比较难理解，应用它会导致代码的可读性、可维护性变差。

适用范围

1、对象结构中对象对应的类很少改变，但经常需要在此对象结构上定义新的操作。

2、需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类。

代码实现

代码实现：

type Visitor interface {
	VisitConcreteElementA(cea *ConcreteElementA)
	VisitConcreteElementB(ceb *ConcreteElementB)
}

type ConcreteVisitor1 struct {
}

func (cea *ConcreteVisitor1) VisitConcreteElementA(concreteElementA *ConcreteElementA) {
	fmt.Println("concreteVisitor1 visitConcreteElementA")
}

func (*ConcreteVisitor1) VisitConcreteElementB(concreteElementB *ConcreteElementB) {
	fmt.Println("concreteVisitor1 visitConcreteElementB")
}

type ConcreteVisitor2 struct {
}

func (*ConcreteVisitor2) VisitConcreteElementA(concreteElementA *ConcreteElementA) {
	fmt.Println("concreteVisitor2 visitConcreteElementA")
}

func (*ConcreteVisitor2) VisitConcreteElementB(concreteElementB *ConcreteElementB) {
	fmt.Println("concreteVisitor2 visitConcreteElementB")
}

type Element interface {
	Accept(visitor Visitor)
}

type ConcreteElementA struct {
}

func (cea *ConcreteElementA) Accept(visitor Visitor) {
	visitor.VisitConcreteElementA(cea)
}

type ConcreteElementB struct {
}

func (ceb *ConcreteElementB) Accept(visitor Visitor) {
	visitor.VisitConcreteElementB(ceb)
}

测试代码：

func TestVisitor(t *testing.T) {
	var elements []Element
	elements = append(elements, &ConcreteElementA{})
	elements = append(elements, &ConcreteElementB{})

	for _, item := range elements {
		cv1 := &ConcreteVisitor1{}
		cv2 := &ConcreteVisitor2{}
		item.Accept(cv1)
		item.Accept(cv2)
	}
}

结构图：

什么是 Double Dispatch

什么是分派？

分派即 Dispatch，在面向对象编程语言中，我们可以把方法调用理解为一种消息传递（Dispatch）。一个对象调用另一个对象的方法，相当于给被调用对象发送一个消息，这个消息包括对象名、方法名、方法参数等信息。

什么是单分派？

单分派，即执行哪个对象的方法，根据对象的运行时类型决定；执行对象的哪个方法，根据方法参数的编译时类型决定。

什么是双分派？

双分派，即执行哪个对象的方法，根据对象的运行时类型来决定；执行对象的哪个方法，根据方法参数的运行时的类型来决定。

具体到编程语言的语法机制，Single Dispatch 和 Double Dispatch 跟多态和函数重载直接相关。所以 go 是不支持双分派的。

当前主流的面向对象编程语言（比如，Java、C++、C#）都只支持Single Dispatch，不支持Double Dispatch。

使用 java 举栗子更容易理解：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

abstract class ResourceFile {
    protected String filePath;

    public ResourceFile(String filePath) {
        this.filePath = filePath;
    }
}

class PdfFile extends ResourceFile {
    public PdfFile(String filePath) {
        super(filePath);
    }
}

class PPTFile extends ResourceFile {
    public PPTFile(String filePath) {
        super(filePath);
    }
}

//...PPTFile、WordFile代码省略...
class Extractor {

    public void extract2txt(PdfFile pdfFile) {
        System.out.println("Extract PDF.");
    }

    public void extract2txt(PPTFile ppTFile) {
        System.out.println("Extract PPT.");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Extractor extractor = new Extractor();
        List<ResourceFile> resourceFiles = listAllResourceFiles();

        for (ResourceFile resourceFile : resourceFiles) {
            extractor.extract2txt(resourceFile);
        }
    }

    private static List<ResourceFile> listAllResourceFiles() {
        List<ResourceFile> resourceFiles = new ArrayList<>();
        //...根据后缀(pdf/ppt/word)由工厂方法创建不同的类对象(PdfFile/PPTFile/WordFile)
        resourceFiles.add(new PPTFile("a.ppt"));
        resourceFiles.add(new PdfFile("a.pdf"));

        return resourceFiles;
    }
}

比如这段代码，就会在extractor.extract2txt(resourceFile);，代码会在运行时，根据参数（resourceFile）的实际类型（PdfFile、PPTFile、WordFile），来决定使用extract2txt的三个重载函数中的哪一个。那下面的代码实现就能正常运行了。

报错信息

java: 对于extract2txt(ResourceFile), 找不到合适的方法
    方法 Extractor.extract2txt(PdfFile)不适用
      (参数不匹配; ResourceFile无法转换为PdfFile)
    方法 Extractor.extract2txt(PPTFile)不适用
      (参数不匹配; ResourceFile无法转换为PPTFile)

参考

【文中代码】https://github.com/boilingfrog/design-pattern-learning/tree/master/访问者模式

【大话设计模式】https://book.douban.com/subject/2334288/

【极客时间】https://time.geekbang.org/column/intro/100039001

【双分派-访问者模式的前世今生】https://www.codenong.com/cs110749395/

【访问者模式】https://boilingfrog.github.io/2021/11/25/使用go实现访问者模式/