訪問差異類型的集合類--visitor模式入門
本文對應代碼下載這里
一，問題提出
訪問同一類型的集合類是我們最常見的事情了，我們工作中這樣的代碼太常見了。
1
Iterator?ie?
=
?list.iterator();
2
while
(ie.hasNext())
{
3
????Person?p?
=
?(Person)ie.next();
4
????p.doWork();
5
}
這種訪問的特點是集合類中的對象是同一類對象Person，他們擁有功能的方法run,我們調用的恰好是這個共同的方法。
在大部份的情況下，這個是可以的，但在一些復雜的情況，如被訪問者的繼承結構復雜，被訪問者的并不是同一類對象，
也就是說不是繼承自同一個根類。方法名也并不相同。例如Java GUI中的事件就是一個例子。
例如這樣的問題，有如下類和方法:
類：PA ,方法：runPA();
類：PB ,方法：runPB();
類：PC ,方法：runPC();
類：PD ,方法：runPD();
類：PE ,方法：runPE();
有一個集合類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:解決
要求能訪問到每個類的對應的方法。我們第一反應應該是這樣的。
?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：新問題及分析解決
當數目變多的時候，維護if else是個費力氣的事情：
仔細分析if,else做的工作，首先判斷類型，然後根據類型執行相應的函數
如何才能解決這兩個問題呢？首先想到的是java的多態，多態就是根據參數執行相應的內容，
能很容易的解決第二個問題，我們可以寫這樣一個類：
?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
}
這樣只要調用run方法，傳入對應的參數就能執行了。
還有一個問題就是判斷類型。由于重載(overloading)是靜態多分配（java語言本身是支持"靜態多分配"的。
關于這個概念請看這里)所以造成重載只根據傳入對象的定義類型，而不是實際的類型，所以必須在傳入前就確定類型，
這可是個難的問題,因為在容器中對象全是Object，出來后要是判斷是什么類型必須用
if (xx instanceof xxx)這種方法，如果用這種方法啟不是又回到了原點，有沒有什么更好的辦法呢？
我們知到Java還有另外一個特點，覆寫(overriding)，而覆寫是"動態單分配"的（關于這個概念見這里)，
那如何利用這個來實現呢？看下邊這個方法:
?我們讓上邊的一些類PA PB PC PD PE都實現一個接口P,加入一個方法,accept();
?1
public
?
void
?accept(visitor?v)
{
?2
????
//
把自己傳入1
?3
????v.run(
this
);
?4
}
?5
然後在visitor中加入一個方法
?6
public
?
void
?run(P?p)
{
?7
????
//
把自己傳入2
?8
????p.accept(
this
);
?9
}
10
//
這樣你在遍歷中可以這樣寫
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
}
首先執行的是"把自己傳入2"，在這里由于Java的特性，實際執行的是子類的accept(),也就是實際類的accept
然後是"把自己傳入1"，在這里再次把this傳入，就明確類型，ok我們巧妙的利用overriding解決了這個問題
其實歸納一下第二部分，一個關鍵點是"自己認識自己"，是不是很可笑。
其實在計算計技術領域的很多技術上看起來很高深的東西，其實就是現有社會中人的生活方式的一種映射
而且這種方式是簡單的不能再簡單的方式。上邊的全部過程基本上是一個簡單的visitor模式實現,visitor模式
已經是設計模式中比較復雜的模式了，但其實原理簡單到你想笑。看看下邊這個比喻也許你的理解會更深刻。
四：一個幫助理解的比喻：
題目：指揮工人工作
條件：你有10個全能工人，10樣相同工作。
需求：做完工作
實現：大喊一聲所有人去工作
條件變了，工人不是全能，但是工作相同，ok問題不大
條件再變,工作不是相同，但工人是全能，ok問題不大
以上三種情況在現實生活中是很少發生得，最多的情況是這樣：
10個工人，每人會做一種工作，10樣工作。你又一份名單Collection)寫著誰做什么。但你不認識任何人
這個時候你怎么指揮呢，方案一：
你可以一個個的叫工人，然後問他們名字，認識他們，查名單，告訴他們做什么工作。
你可以直接叫出他們名字，告訴他們干什么，不需要知到他是誰。
看起來很簡單。但如果你要指揮10萬人呢 ？而且人員是流動的，每天的人不同，你每天拿到一張文檔。
其實很簡單，最常用的做法是，你把這份名單貼在墻上，然後大喊一聲，所有人按照去看，按照自己的分配情況去做。
這里利用的關鍵點是"所有工人自己認識自己"，你不能苛求每個工人會做所有工作，不能苛求所有工作相同，但你
能要求所有工人都認識自己。
再想想我們開始的程序,每個工人對應著PA PB PC PD PE....
所有的工人都使工人P
每個工人會做的東西不一樣runPA runPB runPC
你有一份名單Visitor（重載）記錄著誰做什么工作。
看完上邊這些，你是不是會產生如下的問題：
問題：為什么不把這些方法的方法名做成一樣的，那就可以解決了。
例如，我們每個PA ,PB ,PC都加入一個run 方法，然後run內部再調用自己對應的runPx()方法。
答案：有些時候從不同的角度考慮，或者因為實現的復雜度早成很難統一方法名。
例如上邊指揮人工作的例子的例子，其實run方法就是大叫一聲去工作，因為每個工人只會做一種工作，所以能行
但我們不能要求所有人只能會做一種事情，這個要求很愚蠢。所以如果每個工人會干兩種或者多種工作呢,
也就是我PA 有runPA() walkPA()等等方法， PB有runPB() climbPB()等等。。。
這個時候按照名單做事才是最好的辦法。
五：作者的話
所以說模式中很多復雜的東西，在現實中其實是很基本的東西，多多代入代出能幫助理解模式。
看完本文，如果你對visitor模式有更多的興趣，想了解更多請看如下幾篇文章。
1,靜態分派，動態分派，多分派，單分派 --------------?? visitor模式準備
2,訪問差異類型的集合類 ------------------------?? visitor模式入門（本文）
3,visitor模式理論及學術概念-------------－-----?? visitor模式深入
4，重載overloading和覆寫overriding哪個更早執行--?? visitor幫助篇
雖然排列順序是1,2,3,4 但是我個人建議的學習方式是2,1,3,4因為這個順序更方便一般人理解
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-19 09:37
我有一個疑問，下面這段代碼是不是少寫了什么東西？我怎么覺得p.accept與v.run之間是死循環呢？請解釋一下
1 public void accept(visitor v) {
2 // 把自己傳入1
3 v.run( this );
4 }
5 然後在visitor中加入一個方法
6 public void run(P p) {
7 // 把自己傳入2
8 p.accept( this );
9 }
10 // 這樣你在遍歷中可以這樣寫
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 } ??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-19 09:46
首先執行的是"把自己傳入2"，???
應該是"把自己傳入1"吧.
??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-19 21:53
to hannyu :
其實這就是visitor模式關鍵的地方，p.accept(v)的時候會發生向下轉型，所以執行的是子類的accept()方法，而子類的accept()方法中，傳入this就是子類而不是父類了。也就是說PA中調用v.run(this)其實傳入的this是PA類型，而不是P類型了，這樣visitor重載的時候就會執行run(Pa pa)而不是run(P p),所以不會死循環的。代碼在公司，明天把代碼上傳，你執行一下就知道了。
(上邊就是說的自己認識自己了)??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-19 21:56
to themax :
可能我寫的有點歧意，我上邊的“把自己傳入2";是個label，相當于姓名一，姓名二，下邊解釋的是拿它來當label用，而不是把自己傳入給第二個，sorry。??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-19 22:31
另外，加入了source的下載，見文章開始，雖然簡單，但是可以看看。
個人感覺visitor模式是模式中比較復雜的。實現起來也是比較巧的.兩次this的利用。好像有一種學術的叫法"返還球"??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-20 09:22
多謝，看了源代碼終于明白了，visitor模式繞來繞去的真難理解。接口P應該只起來一個輔助作用，如果有個特殊點的命名就容易理解一些了。比如visitee？??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-27 13:07
我覺得把Visitor中
public void run(Person p)
{
p.accept(this);
}
去掉也可以運行，
因為在 p.accept(v); 時父類向下轉型，執行子類的accept(Visitor v)，
然后就執行子類在Visitor中對應的run()了，和上面那段沒有關系阿。
樓主出來解釋下。??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門 2006-12-27 19:52
呵呵，其實我當時寫這個是為了這樣的情況，可能這種情況用的更多
Visitor v = new Visitor();
Iterator ie = list.iterator();
while (ie.hasNext()) {
P p = (P)ie.next();
v.run(p);
}
這個時候那個函數就必須有了。因為run(p)的時候必須在編譯器有一個對應的函數，這兩個的區別是看想問題的角度了。
是讓visitor 訪問每一個p
還是讓每一個P運行。
不過更多情況應該是v.run(p)；更復合思考的習慣。后來發文的時候簡化了一下。
??回復??更多評論??
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?re: 訪問差異類型的集合類--visitor模式入門[未登錄]2007-02-09 11:52
代碼中
for(int i=0;i<list.size();i++){
P p = (P)list.get(i);
p.accept(v);
}
這種方式嚴重影響性能!!
改成:
P p =null;
for(int i=0;i<list.size();i++){
p = (P)list.get(i);
p.accept(v);
}
??回復??更多評論??