文章摘抄至http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/06/14/2545381.html

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訪問者模式是對(duì)象的行為模式。訪問者模式的目的是封裝一些施加于某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)元素之上的操作。一旦這些操作需要修改的話，接受這個(gè)操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則可以保持不變。

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分派的概念

變量被聲明時(shí)的類型叫做變量的 靜態(tài)類型 (Static Type)，有些人又把靜態(tài)類型叫做 明顯類型 (Apparent Type)；而變量所引用的對(duì)象的真實(shí)類型又叫做變量的 實(shí)際類型 (Actual Type)。比如：

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        List list = null;
list = new ArrayList();
      
    

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　　聲明了一個(gè)變量list，它的靜態(tài)類型（也叫明顯類型）是List，而它的實(shí)際類型是ArrayList。

　　根據(jù)對(duì)象的類型而對(duì)方法進(jìn)行的選擇，就是分派(Dispatch)，分派(Dispatch)又分為兩種，即 靜態(tài)分派 和 動(dòng)態(tài)分派 。

靜態(tài)分派(Static Dispatch) 發(fā)生在編譯時(shí)期，分派根據(jù)靜態(tài)類型信息發(fā)生。靜態(tài)分派對(duì)于我們來說并不陌生， 方法重載就是靜態(tài)分派 。

動(dòng)態(tài)分派(Dynamic Dispatch) 發(fā)生在運(yùn)行時(shí)期，動(dòng)態(tài)分派動(dòng)態(tài)地置換掉某個(gè)方法。

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靜態(tài)分派

　　Java通過方法重載支持靜態(tài)分派。用墨子騎馬的故事作為例子，墨子可以騎白馬或者黑馬。墨子與白馬、黑馬和馬的類圖如下所示：

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在這個(gè)系統(tǒng)中，墨子由Mozi類代表

      public class Mozi {
    
    public void ride(Horse h){
        System.out.println("騎馬");
    }
    
    public void ride(WhiteHorse wh){
        System.out.println("騎白馬");
    }
    
    public void ride(BlackHorse bh){
        System.out.println("騎黑馬");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Horse wh = new WhiteHorse();
        Horse bh = new BlackHorse();
        Mozi mozi = new Mozi();
        mozi.ride(wh);
        mozi.ride(bh);
    }

}
    

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顯然，Mozi類的ride()方法是由三個(gè)方法重載而成的。這三個(gè)方法分別接受馬(Horse)、白馬(WhiteHorse)、黑馬(BlackHorse)等類型的參數(shù)。

　　那么在運(yùn)行時(shí)，程序會(huì)打印出什么結(jié)果呢？結(jié)果是程序會(huì)打印出相同的兩行“騎馬”。換言之，墨子發(fā)現(xiàn)他所騎的都是馬。

　　為什么呢？兩次對(duì)ride()方法的調(diào)用傳入的是不同的參數(shù)，也就是wh和bh。它們雖然具有不同的真實(shí)類型，但是它們的靜態(tài)類型都是一樣的，均是Horse類型。

重載方法的分派是根據(jù)靜態(tài)類型進(jìn)行的，這個(gè)分派過程在編譯時(shí)期就完成了 。

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動(dòng)態(tài)分派

　　Java通過方法的重寫支持動(dòng)態(tài)分派。用馬吃草的故事作為例子，代碼如下所示：

      public class Horse {
    
    public void eat(){
        System.out.println("馬吃草");
    }
}
    

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      public class BlackHorse extends Horse {
    
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("黑馬吃草");
    }
}
    

?

      public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Horse h = new BlackHorse();
        h.eat();
    }
}
    

?

? ? ? ? 變量h的靜態(tài)類型是Horse，而真實(shí)類型是BlackHorse。如果上面最后一行的eat()方法調(diào)用的是BlackHorse類的eat()方法，那么上面打印的就是“黑馬吃草”；相反，如果上面的eat()方法調(diào)用的是Horse類的eat()方法，那么打印的就是“馬吃草”。

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　　所以，問題的核心就是Java編譯器在編譯時(shí)期并不總是知道哪些代碼會(huì)被執(zhí)行，因?yàn)榫幾g器僅僅知道對(duì)象的靜態(tài)類型，而不知道對(duì)象的真實(shí)類型；而 方法的調(diào)用則是根據(jù)對(duì)象的真實(shí)類型，而不是靜態(tài)類型 。這樣一來，上面最后一行的eat()方法調(diào)用的是BlackHorse類的eat()方法，打印的是“黑馬吃草”。

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分派的類型

　　一個(gè)方法所屬的對(duì)象叫做方法的接收者，方法的接收者與方法的參數(shù)統(tǒng)稱做方法的宗量。

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比如下面例子中的Test類

      public class Test {

    public void print(String str){
        System.out.println(str);
    }
}
    

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? ? ? ?在上面的類中，print()方法屬于Test對(duì)象，所以它的接收者也就是Test對(duì)象了。print()方法有一個(gè)參數(shù)是str,它的類型是String。

　　根據(jù)分派可以基于多少種宗量，可以將面向?qū)ο蟮恼Z言劃分為單分派語言(Uni-Dispatch)和多分派語言(Multi-Dispatch)。單分派語言根據(jù)一個(gè)宗量的類型進(jìn)行對(duì)方法的選擇，多分派語言根據(jù)多于一個(gè)的宗量的類型對(duì)方法進(jìn)行選擇。

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　　C++和Java均是單分派語言，多分派語言的例子包括CLOS和Cecil。按照這樣的區(qū)分，Java就是 動(dòng)態(tài)的單分派語言 ，因?yàn)檫@種語言的動(dòng)態(tài)分派僅僅會(huì)考慮到方法的接收者的類型，同時(shí)又是 靜態(tài)的多分派語言 ，因?yàn)檫@種語言對(duì)重載方法的分派會(huì)考慮到方法的接收者的類型以及方法的所有參數(shù)的類型。

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　　在一個(gè)支持動(dòng)態(tài)單分派的語言里面，有兩個(gè)條件決定了一個(gè)請(qǐng)求會(huì)調(diào)用哪一個(gè)操作：一是請(qǐng)求的名字，而是接收者的真實(shí)類型。單分派限制了方法的選擇過程，使得只有一個(gè)宗量可以被考慮到，這個(gè)宗量通常就是方法的接收者。在Java語言里面，如果一個(gè)操作是作用于某個(gè)類型不明的對(duì)象上面，那么對(duì)這個(gè)對(duì)象的真實(shí)類型測(cè)試僅會(huì)發(fā)生一次，這就是動(dòng)態(tài)的單分派的特征。

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雙重分派

　　一個(gè)方法根據(jù)兩個(gè)宗量的類型來決定執(zhí)行不同的代碼，這就是“雙重分派”。Java語言不支持動(dòng)態(tài)的多分派，也就意味著Java不支持動(dòng)態(tài)的雙分派。但是通過使用設(shè)計(jì)模式，也可以在Java語言里實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的雙重分派。

　　在Java中可以通過兩次方法調(diào)用來達(dá)到兩次分派的目的。類圖如下所示：

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在圖中有兩個(gè)對(duì)象，左邊的叫做West，右邊的叫做East。現(xiàn)在West對(duì)象首先調(diào)用East對(duì)象的goEast()方法，并將它自己傳入。在East對(duì)象被調(diào)用時(shí)，立即根據(jù)傳入的參數(shù)知道了調(diào)用者是誰，于是反過來調(diào)用“調(diào)用者”對(duì)象的goWest()方法。通過兩次調(diào)用將程序控制權(quán)輪番交給兩個(gè)對(duì)象，其時(shí)序圖如下所示：

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　　這樣就出現(xiàn)了兩次方法調(diào)用，程序控制權(quán)被兩個(gè)對(duì)象像傳球一樣，首先由West對(duì)象傳給了East對(duì)象，然后又被返傳給了West對(duì)象。

　　但是僅僅返傳了一下球，并不能解決雙重分派的問題。關(guān)鍵是怎樣利用這兩次調(diào)用，以及Java語言的動(dòng)態(tài)單分派功能，使得在這種傳球的過程中，能夠觸發(fā)兩次單分派。

　　動(dòng)態(tài)單分派在Java語言中是在子類重寫父類的方法時(shí)發(fā)生的。換言之，West和East都必須分別置身于自己的類型等級(jí)結(jié)構(gòu)中，如下圖所示：

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West類

      public abstract class West {
    
    public abstract void goWest1(SubEast1 east);
    
    public abstract void goWest2(SubEast2 east);
}
    

?SubWest1類

      public class SubWest1 extends West{
    
    @Override
    public void goWest1(SubEast1 east) {
        
        System.out.println("SubWest1 + " + east.myName1());
    }
    
    @Override
    public void goWest2(SubEast2 east) {
        
        System.out.println("SubWest1 + " + east.myName2());
    }
}
    

?

SubWest2類

      public class SubWest2 extends West{
    @Override
    public void goWest1(SubEast1 east) {
        
        System.out.println("SubWest2 + " + east.myName1());
    }
    
    @Override
    public void goWest2(SubEast2 east) {
        
        System.out.println("SubWest2 + " + east.myName2());
    }
}
    

?East類

      public abstract class East {

    public abstract void goEast(West west);
}

    

?SubEast1類

      public class SubEast1 extends East{
    @Override
    public void goEast(West west) {
        west.goWest1(this);
    }
    
    public String myName1(){
        return "SubEast1";
    }
}
    

?

SubEast2類

      public class SubEast2 extends East{
    @Override
    public void goEast(West west) {
        west.goWest2(this);
    }
    
    public String myName2(){
        return "SubEast2";
    }
}
    

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客戶端類

      public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //組合1
        East east = new SubEast1();
        West west = new SubWest1();
        east.goEast(west);
        //組合2
        east = new SubEast1();
        west = new SubWest2();
        east.goEast(west);
    }

}
    

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?運(yùn)行結(jié)果如下

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SubWest1 + SubEast1
SubWest2 + SubEast1

---

?系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)首先創(chuàng)建SubWest1和SubEast1對(duì)象，然后客戶端調(diào)用SubEast1的goEast()方法，并將SubWest1對(duì)象傳入。由于SubEast1對(duì)象重寫了其超類East的goEast()方法，因此，這個(gè)時(shí)候就發(fā)生了一次動(dòng)態(tài)的單分派。當(dāng)SubEast1對(duì)象接到調(diào)用時(shí)，會(huì)從參數(shù)中得到SubWest1對(duì)象，所以它就立即調(diào)用這個(gè)對(duì)象的goWest1()方法，并將自己傳入。由于SubEast1對(duì)象有權(quán)選擇調(diào)用哪一個(gè)對(duì)象，因此，在此時(shí)又進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)的方法分派。

　　這個(gè)時(shí)候SubWest1對(duì)象就得到了SubEast1對(duì)象。通過調(diào)用這個(gè)對(duì)象myName1()方法，就可以打印出自己的名字和SubEast對(duì)象的名字，其時(shí)序圖如下所示：

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?　由于這兩個(gè)名字一個(gè)來自East等級(jí)結(jié)構(gòu)，另一個(gè)來自West等級(jí)結(jié)構(gòu)中，因此，它們的組合式是動(dòng)態(tài)決定的。這就是動(dòng)態(tài)雙重分派的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

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訪問者模式的結(jié)構(gòu)

　　訪問者模式適用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對(duì)未定的系統(tǒng)，它把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和作用于結(jié)構(gòu)上的操作之間的耦合解脫開，使得操作集合可以相對(duì)自由地演化。訪問者模式的簡略圖如下所示：

　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以接受一個(gè)訪問者的調(diào)用，此節(jié)點(diǎn)向訪問者對(duì)象傳入節(jié)點(diǎn)對(duì)象，而訪問者對(duì)象則反過來執(zhí)行節(jié)點(diǎn)對(duì)象的操作。這樣的過程叫做“雙重分派”。節(jié)點(diǎn)調(diào)用訪問者，將它自己傳入，訪問者則將某算法針對(duì)此節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。訪問者模式的示意性類圖如下所示：

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訪問者模式涉及到的角色如下：

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? ? ? ?●　　 抽象訪問者(Visitor)角色： 聲明了一個(gè)或者多個(gè)方法操作，形成所有的具體訪問者角色必須實(shí)現(xiàn)的接口。

　　●　　 具體訪問者(ConcreteVisitor)角色： 實(shí)現(xiàn)抽象訪問者所聲明的接口，也就是抽象訪問者所聲明的各個(gè)訪問操作。

　　●　　 抽象節(jié)點(diǎn)(Node)角色： 聲明一個(gè)接受操作，接受一個(gè)訪問者對(duì)象作為一個(gè)參數(shù)。

　　●　　 具體節(jié)點(diǎn)(ConcreteNode)角色： 實(shí)現(xiàn)了抽象節(jié)點(diǎn)所規(guī)定的接受操作。

　　●　　 結(jié)構(gòu)對(duì)象(ObjectStructure)角色： 有如下的責(zé)任，可以遍歷結(jié)構(gòu)中的所有元素；如果需要，提供一個(gè)高層次的接口讓訪問者對(duì)象可以訪問每一個(gè)元素；如果需要，可以設(shè)計(jì)成一個(gè)復(fù)合對(duì)象或者一個(gè)聚集，如List或Set。

　　源代碼

　　可以看到，抽象訪問者角色為每一個(gè)具體節(jié)點(diǎn)都準(zhǔn)備了一個(gè)訪問操作。由于有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此，對(duì)應(yīng)就有兩個(gè)訪問操作。

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?

      public interface Visitor {
    /**
     * 對(duì)應(yīng)于NodeA的訪問操作
     */
    public void visit(NodeA node);
    /**
     * 對(duì)應(yīng)于NodeB的訪問操作
     */
    public void visit(NodeB node);
}
    

具體訪問者VisitorA類

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      public class VisitorA implements Visitor {
    /**
     * 對(duì)應(yīng)于NodeA的訪問操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        System.out.println(node.operationA());
    }
    /**
     * 對(duì)應(yīng)于NodeB的訪問操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        System.out.println(node.operationB());
    }

}
    

?具體訪問者VisitorB類

      public class VisitorB implements Visitor {
    /**
     * 對(duì)應(yīng)于NodeA的訪問操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        System.out.println(node.operationA());
    }
    /**
     * 對(duì)應(yīng)于NodeB的訪問操作
     */
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        System.out.println(node.operationB());
    }

}
    

?

抽象節(jié)點(diǎn)類

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      public abstract class Node {
    /**
     * 接受操作
     */
    public abstract void accept(Visitor visitor);
}
    

?

具體節(jié)點(diǎn)類NodeA

?

      public class NodeA extends Node{
    /**
     * 接受操作
     */
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    /**
     * NodeA特有的方法
     */
    public String operationA(){
        return "NodeA";
    }

}
    

?

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具體節(jié)點(diǎn)類NodeB

      public class NodeB extends Node{
    /**
     * 接受方法
     */
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    /**
     * NodeB特有的方法
     */
    public String operationB(){
        return "NodeB";
    }
}
    

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結(jié)構(gòu)對(duì)象角色類，這個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)象角色持有一個(gè)聚集，并向外界提供add()方法作為對(duì)聚集的管理操作。通過調(diào)用這個(gè)方法，可以動(dòng)態(tài)地增加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)。

      public class ObjectStructure {
    
    private List<Node> nodes = new ArrayList<Node>();
    
    /**
     * 執(zhí)行方法操作
     */
    public void action(Visitor visitor){
        for(Node node : nodes)
        {
            node.accept(visitor);
        }
    }
    /**
     * 添加一個(gè)新元素
     */
    public void add(Node node){
        nodes.add(node);
    }
}
    

?

客戶端類

      public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)象
        ObjectStructure os = new ObjectStructure();
        //給結(jié)構(gòu)增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)
        os.add(new NodeA());
        //給結(jié)構(gòu)增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)
        os.add(new NodeB());
        //創(chuàng)建一個(gè)訪問者
        Visitor visitor = new VisitorA();
        os.action(visitor);
    }

}
    

?

雖然在這個(gè)示意性的實(shí)現(xiàn)里并沒有出現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的具有多個(gè)樹枝節(jié)點(diǎn)的對(duì)象樹結(jié)構(gòu)，但是，在實(shí)際系統(tǒng)中訪問者模式通常是用來處理復(fù)雜的對(duì)象樹結(jié)構(gòu)的，而且訪問者模式可以用來處理跨越多個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)的樹結(jié)構(gòu)問題。這正是訪問者模式的功能強(qiáng)大之處。

　　準(zhǔn)備過程時(shí)序圖

　　首先，這個(gè)示意性的客戶端創(chuàng)建了一個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)象，然后將一個(gè)新的NodeA對(duì)象和一個(gè)新的NodeB對(duì)象傳入。

　　其次，客戶端創(chuàng)建了一個(gè)VisitorA對(duì)象，并將此對(duì)象傳給結(jié)構(gòu)對(duì)象。

　　然后，客戶端調(diào)用結(jié)構(gòu)對(duì)象聚集管理方法，將NodeA和NodeB節(jié)點(diǎn)加入到結(jié)構(gòu)對(duì)象中去。

　　最后，客戶端調(diào)用結(jié)構(gòu)對(duì)象的行動(dòng)方法action()，啟動(dòng)訪問過程。

　　訪問過程時(shí)序圖

　　結(jié)構(gòu)對(duì)象會(huì)遍歷它自己所保存的聚集中的所有節(jié)點(diǎn)，在本系統(tǒng)中就是節(jié)點(diǎn)NodeA和NodeB。首先NodeA會(huì)被訪問到，這個(gè)訪問是由以下的操作組成的：

　　（1）NodeA對(duì)象的接受方法accept()被調(diào)用，并將VisitorA對(duì)象本身傳入；

　　（2）NodeA對(duì)象反過來調(diào)用VisitorA對(duì)象的訪問方法，并將NodeA對(duì)象本身傳入；

　　（3）VisitorA對(duì)象調(diào)用NodeA對(duì)象的特有方法operationA()。

　　從而就完成了雙重分派過程，接著，NodeB會(huì)被訪問，這個(gè)訪問的過程和NodeA被訪問的過程是一樣的，這里不再敘述。

訪問者模式的優(yōu)點(diǎn)

　　●　　 好的擴(kuò)展性

　　能夠在不修改對(duì)象結(jié)構(gòu)中的元素的情況下，為對(duì)象結(jié)構(gòu)中的元素添加新的功能。

　　●　　 好的復(fù)用性

　　可以通過訪問者來定義整個(gè)對(duì)象結(jié)構(gòu)通用的功能，從而提高復(fù)用程度。

　　●　　 分離無關(guān)行為

　　可以通過訪問者來分離無關(guān)的行為，把相關(guān)的行為封裝在一起，構(gòu)成一個(gè)訪問者，這樣每一個(gè)訪問者的功能都比較單一。

訪問者模式的缺點(diǎn)

　　●　　 對(duì)象結(jié)構(gòu)變化很困難

　　不適用于對(duì)象結(jié)構(gòu)中的類經(jīng)常變化的情況，因?yàn)閷?duì)象結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，訪問者的接口和訪問者的實(shí)現(xiàn)都要發(fā)生相應(yīng)的改變，代價(jià)太高。

　　●　 　破壞封裝

　　訪問者模式通常需要對(duì)象結(jié)構(gòu)開放內(nèi)部數(shù)據(jù)給訪問者和ObjectStructrue，這破壞了對(duì)象的封裝性。