概念解析
访问模式，指的是封装一些作用于某种数据结构中各个元素的操作，可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新操作。该模式主要存在三个角色：
- 访问者（Visitor）：负责对数据节点进行访问和操作
- 数据节点（DataNode）：被操作的数据对象
- 对象结构（ObjectStructure）：数据结构的管理类，也是数据对象的容器
访问模式类图如下：
优点：
- 数据和操作分离，降低了耦合度，职责清晰
- 增加新的访问操作很方便，符合开闭原则，且不需要更改数据结构
缺点：
- 元素类添加很困难，元素类的添加会影响访问者类的具体操作，不符合开闭原则
- 一定程度上破坏了数据对象的封装，因为访问者需要直接访问/调用元素，意味着元素需要暴露一些内部操作和内部状态。
适用场景：
- 对象结构中包含的对象少，相对比较固定，少改变，但是经常基于该数据结构定义新的操作
- 每个类型的数据需要提供特定的访问操作，操作类型多且不相关
- 不想让对象操作污染对象类，需要分离对象类和对象的访问类
设计模板
访问模式的框架模型如下：
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from abc import ABCMeta, abstractmethod
class DataNode(metaclass=ABCMeta):
"""数据结构类"""
def accept(self, visitor):
"""接收访问者的访问"""
visitor.visit(self)
class Visitor(metaclass=ABCMeta):
"""访问者"""
def visit(self, data):
"""对数据对象的访问操作"""
pass
class ObjectStructure():
"""数据结构管理类"""
def __init__(self):
self.__datas = []
def add(self, data_element):
self.__datas.append(data_element)
def action(self, visitor):
"""进行数据的访问操作"""
for data in self.__datas:
data.accept(visitor)
实例分析
场景分析：宠物店存在猫狗等宠物，需要对猫狗的数量/体重/年龄/性别等进行统计操作：
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class Animal(DataNode):
"""动物类"""
def __init__(self, name, is_male, age, weight):
self.__name = name
self.__is_male = is_male
self.__age = age
self.__weight = weight
def get_name(self):
return self.__name
def ismale(self):
return self.__is_male
def get_age(self):
return self.__age
def get_weight(self):
return self.__weight
class Cat(Animal):
"""猫"""
def speak(self):
print("miao~")
class Dog(Animal):
"""狗"""
def speak(self):
print("wang~")
class GenderCounter(self):
"""性别统计"""
def __init__(self):
self.__male_cat = 0
self.__female_cat = 0
self.__male_dog = 0
self.__female_dog = 0
def visit(self, data):
if isinstance(data, Cat):
if data.ismale():
self.__male_cat += 1
else:
self.__female_cat += 1
elif isinstance(data, Dog):
if data.ismale():
self.__male_dog += 1
else:
self.__female_dog += 1
else:
print("Not support this type!")
def get_info(self):
print("%d只雄猫，%d只雌猫，%d雄狗，%d只雌狗。"
% (self.__male_cat, self.__female_cat, self.__male_dog, self.__female_dog))
class WeightCounter(self):
"""体重统计"""
def __init__(self):
self.__cat_num = 0
self.__cat_weight = 0
self.__dog_num = 0
self.__dog_weight = 0
def visit(self, data):
if isinstance(data, Cat):
self.__cat_num += 1
self.__cat_weight += data.get_weight()
elif isinstance(data, Dog):
self.__dog_num += 1
self.__dog_weight += data.get_weight()
else:
print("Not support this type!")
def get_info(self):
print("猫的平均体重：%d，狗的平均体重：%d。"
% (self.__cat_weight / self.__cat_num, self.__dog_weight / self.__dog_num))
class AgeCounter(self):
"""年龄统计"""
def __init__(self):
self.__cat_max_age = 0
self.__dog_max_age = 0
def visit(self, data):
if isinstance(data, Cat):
if self.__cat_max_age < data.get_age():
self.__cat_max_age = data.get_age()
elif isinstance(data, Dog):
if self.__dog_max_age < data.get_age():
self.__dog_max_age = data.get_age()
else:
print("Not support this type!")
def get_info(self):
print("猫的最大年龄：%d，狗的最大年龄：%d。"
% (self.__cat_max_age, self.__dog_max_age))
def test_animal():
animals = ObjectStructure()
animals.add(Cat("Cat1", True, 1, 5))
animals.add(Cat("Cat2", False, 0.5, 3))
animals.add(Cat("Cat3", False, 1.2, 4.2))
animals.add(Dog("Dog1", True, 0.5, 8))
animals.add(Dog("Dog2", True, 3, 52))
animals.add(Dog("Dog3", False, 1, 21))
animals.add(Dog("Dog4", False, 2, 25))
gender_counter = GenderCounter()
# 进行性别统计
animals.action(gender_counter)
gender_counter.get_info()
# 进行重量统计
weight_counter = WeightCounter()
animals.action(weight_counter)
weight_counter.get_info()
# 进行年龄统计
age_counter = AgeCounter()
animals.action(age_counter)
age_counter.get_info()
"""
测试结果：
1只雄猫，2只雌猫，2只雄狗，2只雌狗
猫的平均体重是：4.07kg，狗的平均体重是：26.50kg
猫的最大年龄：1.2，狗的最大年龄是：3
"""