用的時間點

資料結構裡儲存了很多個元素，假設現在要對所有元素進行一項 處理。那麼，這項 處理 的程式碼應該寫在哪裡？以常理來判斷，應該要寫在表示資料結構的類別裡面，不過如果這項 處理 的動作不只一個的話，該怎麼辦? 每次要做新處理的時候，就必須修改資料結構的類別。

如何設計

Visitor Pattern 把 資料結構 和 處理 兩者分開，另外寫一個表示在資料結構內穿梭來去的主體 訪客 的類別，然後把處理交給這個類別來進行。如此一來，如果想追加新的處理動作時，只要再建立一個新的訪客即可。而在資料結構這邊，也只要能接受來敲門的訪客就能完成動作。

程式範例

這個程式是訪客穿梭在由檔案和目錄組成的資料結構內，以列印檔案總覽。

Visitor (訪客) 參與者

Visitor 是對每個資料結構中的具體元素 (ConcreteAcceptor) 宣告 已經去找過XXXX 的 visit(XXXX) 方法。visit(XXXX) 是處理 XXXX 的方法，實際原始碼則寫在 ConcreteVisitor 那裡。例如 Visitor 類別。

ConcreteVisitor 參與者

ConcreteVisitor 是實作 Visitor 的介面。它實作 visit(XXXX) 格式的方法，然後敘述各個 ConcreteAcceptor 的處理。 在前面的程式範例中，扮演這個角色的是 ListVisitor 類別。就像 ListVisitor 的 currentdir 欄位之值會發生變化一樣，在處理 visit(XXXX) 的過程中，ConcreteVisitor 的內部狀態也會有變化。

Acceptor 參與者

Acceptor 是表示 Visitor 訪問對象的參與者。宣告接受訪客的 accept 方法。Visitor 則被傳遞給 accept 方法的引數。例如 Acceptor 介面。

ConcreteAcceptor 參與者

ConcreteAcceptor 實作 Acceptor 的介面，例如 File 以及 Directory 類別。

優點

把處理從資料結構分出來。通常 ConcreteVisitor 可以單獨開發，不必跟 File 類別或 Directory 類別雜在一起;換句話說，Visitor Pattern 能提高 File 類別和 Directory 類別的零件獨立性。假設現在想要把一個處理動作設計成 File 類別和 Directory 類別的方法，每次想新增處理功能時就得去修改 File 類別和 Directory 類別，反而會變得麻煩。

新增 ConcreteVisitor 很容易

因為具體的處理可以直接丟給 ConcreteVisitor 去做，不需要為了這個處理就去修改 ConcreteAcceptor。

雙重調度

Visitor Pattern 的方法呼叫可整理如下:

• accept 方法的呼叫為: acceptor.accept(visitor)
• visit 方法的呼叫為: visitor.visit(acceptor)

兩者剛好站在相反的立場。Visitor Pattern 由 ConcreteAcceptor 和 ConcreteVisitor 來決定實際的處理。一般成為雙重調度(double dispatch)。

The Open-Closed Principle

這個原則是主張類別應該:

• 擴充(extension)時要開放(open)
• 修改(modification)時要封閉(closed)

除非有特殊理由，否則程式設計師在設計類別時都應該容許以後繼續擴充該程式。若無正當理由，就不應該禁止後人擴充程式。這就是擴充時要開放。

但是，如果每次擴充程式時還要去修改現有類別的話，那就太麻煩。所以，在擴充程式時沒有修改現有類別的需要正是修改時要關閉的真正意義。

總之，就是在不修改現有類別的原則下就可以擴充。

新增ConcreteAcceptor 較為困難

假設要新增一個 Entry 類別的子類別，叫作 Device 類別。此時，必須先在 Visitor 類別建立一個 visit(Device) 方法。然後還要在 Visitor 的所有子類別都要實作這個 visit(Device) 方法。

Visitor 要怎樣做才能進行處理

Acceptor 必須公開足夠的資訊給 Visitor。例如，visit(Directory)裡面對每個目錄進入點都有執行 accept。如果想要做這樣的處理動作，Directory 必須提供能取得所有目錄進入點的 iterator 方法。

訪客很努力從資料結構取得必要的資訊。如果不能取得必要的資訊情報，訪客就不能發揮百分之百的功能。但是萬一把另外不應該公開的資訊公開出來，反而也會增加以後的維護困難。

問題

1.請新增一個類別，叫作 FileFindVistor 類別。這個類別是找出符合指定副檔名的檔案。

不需要修改 File 類別 或 Directory 類別。以抓出所有 html 為例。

2.Directory 類別的 getSize 方法是進行取得目錄容量的處理。請把這個方法改寫成取得容量大小的 SizeVisitor 類別。

就是把該處理獨立開來。

修改 Directory 類別。

import java.util.Iterator;
import java.util.Vector;

public class Directory extends Entry {
    private String name;                    // 目錄名稱
    private Vector dir = new Vector();      // 目錄進入點的集合
    public Directory(String name) {         // 建構子
        this.name = name;
    }
    public String getName() {               // 取得名稱
        return name;
    }
    public int getSize() {                  // 取得目錄容量
        SizeVisitor v = new SizeVisitor();  
        accept(v);                          
        return v.getSize();                 
    }
    public Entry add(Entry entry) {         // 新增進入點
        dir.add(entry);
        return this;
    }
    public Iterator iterator() {
        return dir.iterator();
    }
    public void accept(Visitor v) {
        v.visit(this);
    }
}

新增 SizeVisitor 類別。

import java.util.Iterator;

public class SizeVisitor extends Visitor {
    private int size = 0;
    public int getSize() {
        return size;
    }
    public void visit(File file) {
        size += file.getSize();
    }
    public void visit(Directory directory) {
        Iterator it = directory.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Entry entry = (Entry)it.next();
            entry.accept(this);
        }
    }
}

3.請在 java.util.Vector 建立一個具有 Acceptor 介面功能的 AcceptorVector 類別。讓它能對 AcceptorVector 的物件個體 add Directory 和 File 的物件個體，而且也能 accept ListVisitor 的物件個體。

AcceptorVector 類別是 java.util.Vector 的子類別，被定義要實作 Acceptor。add 方法是繼承自 Vector，不需要另外定義。

import java.util.Vector;
import java.util.Iterator;

class AcceptorVector extends Vector implements Acceptor {
    public void accept(Visitor v) {
        Iterator it = iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Acceptor a = (Acceptor)it.next();
            a.accept(v);
        }
    }
}

Main 如下。

import java.util.Iterator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Directory root1 = new Directory("root1");
            root1.add(new File("diary.html", 10));
            root1.add(new File("index.html", 20));

            Directory root2 = new Directory("root2");
            root2.add(new File("diary.html", 1000));
            root2.add(new File("index.html", 2000));

            AcceptorVector vec = new AcceptorVector();
            vec.add(root1);
            vec.add(root2);
            vec.add(new File("etc.html", 1234));

            vec.accept(new ListVisitor());
        } catch (FileTreatmentException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}