访问者模式 Visitor

1、什么是访问者模式

访问者模式允许定义一些不改变数据结构的前提下的操作。通过这种方式，可以在不修改元素类的情况下定义新的操作。访问者模式常用于对复杂对象结构进行操作，而又不希望在这些对象上破坏封装性。

2、为什么使用访问者模式

访问者模式将数据结构和操作分离，使得新增操作更加灵活，而不影响数据结构。
可以通过定义新的访问者来增加新的操作，而无需修改元素类，可扩展性强

3、如何使用访问者模式

设计实现一个图形编辑器，包含不同图形类型和对应的不同的操作

// 抽象元素类interface Shape {    void accept(Visitor visitor);}
// 具体元素类1：圆形class Circle implements Shape {    private int radius;
    Circle(int radius) {        this.radius = radius;    }
    public int getRadius() {        return radius;    }
    @Override    public void accept(Visitor visitor) {        visitor.visit(this);    }}
// 具体元素类2：矩形class Rectangle implements Shape {    private int width;    private int height;
    Rectangle(int width, int height) {        this.width = width;        this.height = height;    }
    public int getWidth() {        return width;    }
    public int getHeight() {        return height;    }
    @Override    public void accept(Visitor visitor) {        visitor.visit(this);    }}
// 抽象访问者interface Visitor {    void visit(Circle circle);
    void visit(Rectangle rectangle);}
// 具体访问者1：移动操作class MoveVisitor implements Visitor {    private int deltaX;    private int deltaY;
    MoveVisitor(int deltaX, int deltaY) {        this.deltaX = deltaX;        this.deltaY = deltaY;    }
    @Override    public void visit(Circle circle) {        System.out.println("Moving circle with radius " + circle.getRadius() + " by (" + deltaX + ", " + deltaY + ")");    }
    @Override    public void visit(Rectangle rectangle) {        System.out.println("Moving rectangle with width " + rectangle.getWidth() + " and height " + rectangle.getHeight() + " by (" + deltaX + ", " + deltaY + ")");    }}
// 具体访问者2：缩放操作class ScaleVisitor implements Visitor {    private double scaleFactor;
    ScaleVisitor(double scaleFactor) {        this.scaleFactor = scaleFactor;    }
    @Override    public void visit(Circle circle) {        System.out.println("Scaling circle with radius " + circle.getRadius() + " by factor " + scaleFactor);    }
    @Override    public void visit(Rectangle rectangle) {        System.out.println("Scaling rectangle with width " + rectangle.getWidth() + " and height " + rectangle.getHeight() + " by factor " + scaleFactor);    }}
// 客户端代码public class Client {    public static void main(String[] args) {        Shape circle = new Circle(5);        Shape rectangle = new Rectangle(10, 8);
        Visitor moveVisitor = new MoveVisitor(2, 3);        Visitor scaleVisitor = new ScaleVisitor(1.5);
        // 执行移动操作        circle.accept(moveVisitor);        rectangle.accept(moveVisitor);
        // 执行缩放操作        circle.accept(scaleVisitor);        rectangle.accept(scaleVisitor);    }}

4、是否存在缺陷和不足

如果系统中新增了一个元素类，所有的具体访问者类都需要修改，不符合开闭原则。

5、如何缓解缺陷和不足

可以通过引入抽象访问者，将新增元素类的访问方法定义在抽象访问者中，然后具体访问者类只需要实现必要的访问方法。

观察者模式 Observer

1、什么是观察者模式

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听一个主题对象。当主题对象状态发生变化时，所有依赖它的观察者都会得到通知并自动更新。

2、为什么使用观察者模式

观察者模式实现了发布者和订阅者之间的松耦合，使得它们可以独立变化，不影响彼此。
新的观察者可以随时加入，而不影响发布者的实现，可扩展性强。

3、如何使用观察者模式

设计实现一个简单的新闻订阅系统，其中有多个订阅者订阅不同类型的新闻

import java.util.ArrayList;import java.util.List;
// 主题接口interface Subject {    void addObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers(String news);}
// 具体主题：新闻发行class NewsPublisher implements Subject {    private List<Observer> observers;
    NewsPublisher() {        this.observers = new ArrayList<>();    }
    @Override    public void addObserver(Observer observer) {        observers.add(observer);    }
    @Override    public void removeObserver(Observer observer) {        observers.remove(observer);    }
    @Override    public void notifyObservers(String news) {        for (Observer observer : observers) {            observer.update(news);        }    }}
// 观察者接口interface Observer {    void update(String news);}
// 具体观察者1：普通订阅者class RegularSubscriber implements Observer {    private String name;
    RegularSubscriber(String name) {        this.name = name;    }
    @Override    public void update(String news) {        System.out.println(name + " received regular news: " + news);    }}
// 具体观察者2：紧急订阅者class UrgentSubscriber implements Observer {    private String name;
    UrgentSubscriber(String name) {        this.name = name;    }
    @Override    public void update(String news) {        System.out.println(name + " received urgent news: " + news);    }}
// 客户端代码public class Client {    public static void main(String[] args) {        // 创建新闻发行主题        NewsPublisher newsPublisher = new NewsPublisher();
        // 创建订阅者        Observer regularSubscriber1 = new RegularSubscriber("Alice");        Observer regularSubscriber2 = new RegularSubscriber("Bob");        Observer urgentSubscriber = new UrgentSubscriber("Charlie");
        // 订阅者订阅主题        newsPublisher.addObserver(regularSubscriber1);        newsPublisher.addObserver(regularSubscriber2);        newsPublisher.addObserver(urgentSubscriber);
        // 发布新闻        newsPublisher.notifyObservers("Important news: COVID-19 vaccine breakthrough!");        newsPublisher.notifyObservers("Regular news: Weather forecast for the week");
        // 移除一个订阅者        newsPublisher.removeObserver(regularSubscriber2);
        // 再次发布新闻        newsPublisher.notifyObservers("Urgent news: Emergency evacuation due to natural disaster!");    }}

4、是否存在缺陷和不足

在观察者模式中，观察者的更新顺序是不确定的，可能导致一些依赖顺序的问题。
通知模式比较单一，通知观察者的方式是同步的，如果某个观察者的更新操作耗时较长，可能影响整体性能。

5、如何缓解缺陷和不足

可以使用队列将观察者的更新操作异步执行，避免影响主题的通知效率。
可以引入顺序控制机制，明确观察者的更新顺序。

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行为型设计模式（五）：访问者模式 & 观察者模式

访问者模式 Visitor

1、什么是访问者模式

2、为什么使用访问者模式

3、如何使用访问者模式

4、是否存在缺陷和不足

5、如何缓解缺陷和不足

观察者模式 Observer

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2、为什么使用观察者模式

3、如何使用观察者模式

4、是否存在缺陷和不足

5、如何缓解缺陷和不足

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