设计模式之美
王争
前Google工程师,《数据结构与算法之美》专栏作者
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 一对一的设计与编码集训,让你告别没有成长的烂代码!
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设计模式学习导读 (3讲)
01 | 为什么说每个程序员都要尽早地学习并掌握设计模式相关知识?
02 | 从哪些维度评判代码质量的好坏?如何具备写出高质量代码的能力?
03 | 面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构,这五者有何关系?
设计原则与思想:面向对象 (11讲)
04 | 理论一:当谈论面向对象的时候,我们到底在谈论什么?
05 | 理论二:封装、抽象、继承、多态分别可以解决哪些编程问题?
06 | 理论三:面向对象相比面向过程有哪些优势?面向过程真的过时了吗?
07 | 理论四:哪些代码设计看似是面向对象,实际是面向过程的?
08 | 理论五:接口vs抽象类的区别?如何用普通的类模拟抽象类和接口?
09 | 理论六:为什么基于接口而非实现编程?有必要为每个类都定义接口吗?
10 | 理论七:为何说要多用组合少用继承?如何决定该用组合还是继承?
11 | 实战一(上):业务开发常用的基于贫血模型的MVC架构违背OOP吗?
12 | 实战一(下):如何利用基于充血模型的DDD开发一个虚拟钱包系统?
13 | 实战二(上):如何对接口鉴权这样一个功能开发做面向对象分析?
14 | 实战二(下):如何利用面向对象设计和编程开发接口鉴权功能?
设计原则与思想:设计原则 (12讲)
15 | 理论一:对于单一职责原则,如何判定某个类的职责是否够“单一”?
16 | 理论二:如何做到“对扩展开放、修改关闭”?扩展和修改各指什么?
17 | 理论三:里式替换(LSP)跟多态有何区别?哪些代码违背了LSP?
18 | 理论四:接口隔离原则有哪三种应用?原则中的“接口”该如何理解?
19 | 理论五:控制反转、依赖反转、依赖注入,这三者有何区别和联系?
20 | 理论六:我为何说KISS、YAGNI原则看似简单,却经常被用错?
21 | 理论七:重复的代码就一定违背DRY吗?如何提高代码的复用性?
22 | 理论八:如何用迪米特法则(LOD)实现“高内聚、松耦合”?
23 | 实战一(上):针对业务系统的开发,如何做需求分析和设计?
24 | 实战一(下):如何实现一个遵从设计原则的积分兑换系统?
25 | 实战二(上):针对非业务的通用框架开发,如何做需求分析和设计?
26 | 实战二(下):如何实现一个支持各种统计规则的性能计数器?
设计原则与思想:规范与重构 (11讲)
27 | 理论一:什么情况下要重构?到底重构什么?又该如何重构?
28 | 理论二:为了保证重构不出错,有哪些非常能落地的技术手段?
29 | 理论三:什么是代码的可测试性?如何写出可测试性好的代码?
30 | 理论四:如何通过封装、抽象、模块化、中间层等解耦代码?
31 | 理论五:让你最快速地改善代码质量的20条编程规范(上)
32 | 理论五:让你最快速地改善代码质量的20条编程规范(中)
33 | 理论五:让你最快速地改善代码质量的20条编程规范(下)
34 | 实战一(上):通过一段ID生成器代码,学习如何发现代码质量问题
35 | 实战一(下):手把手带你将ID生成器代码从“能用”重构为“好用”
36 | 实战二(上):程序出错该返回啥?NULL、异常、错误码、空对象?
37 | 实战二(下):重构ID生成器项目中各函数的异常处理代码
设计原则与思想:总结课 (3讲)
38 | 总结回顾面向对象、设计原则、编程规范、重构技巧等知识点
39 | 运用学过的设计原则和思想完善之前讲的性能计数器项目(上)
40 | 运用学过的设计原则和思想完善之前讲的性能计数器项目(下)
设计模式与范式:创建型 (7讲)
41 | 单例模式(上):为什么说支持懒加载的双重检测不比饿汉式更优?
42 | 单例模式(中):我为什么不推荐使用单例模式?又有何替代方案?
43 | 单例模式(下):如何设计实现一个集群环境下的分布式单例模式?
44 | 工厂模式(上):我为什么说没事不要随便用工厂模式创建对象?
45 | 工厂模式(下):如何设计实现一个Dependency Injection框架?
46 | 建造者模式:详解构造函数、set方法、建造者模式三种对象创建方式
47 | 原型模式:如何最快速地clone一个HashMap散列表?
设计模式与范式:结构型 (8讲)
48 | 代理模式:代理在RPC、缓存、监控等场景中的应用
49 | 桥接模式:如何实现支持不同类型和渠道的消息推送系统?
50 | 装饰器模式:通过剖析Java IO类库源码学习装饰器模式
51 | 适配器模式:代理、适配器、桥接、装饰,这四个模式有何区别?
52 | 门面模式:如何设计合理的接口粒度以兼顾接口的易用性和通用性?
53 | 组合模式:如何设计实现支持递归遍历的文件系统目录树结构?
54 | 享元模式(上):如何利用享元模式优化文本编辑器的内存占用?
55 | 享元模式(下):剖析享元模式在Java Integer、String中的应用
设计模式与范式:行为型 (14讲)
56 | 观察者模式(上):详解各种应用场景下观察者模式的不同实现方式
57 | 观察者模式(下):如何实现一个异步非阻塞的EventBus框架?
58 | 模板模式(上):剖析模板模式在JDK、Servlet、JUnit等中的应用
59 | 模板模式(下):模板模式与Callback回调函数有何区别和联系?
60 | 策略模式(上):如何避免冗长的if-else/switch分支判断代码?
61 | 策略模式(下):如何实现一个支持给不同大小文件排序的小程序?
62 | 职责链模式(上):如何实现可灵活扩展算法的敏感信息过滤框架?
63 | 职责链模式(下):框架中常用的过滤器、拦截器是如何实现的?
64 | 状态模式:游戏、工作流引擎中常用的状态机是如何实现的?
65 | 迭代器模式(上):相比直接遍历集合数据,使用迭代器有哪些优势?
66 | 迭代器模式(中):遍历集合的同时,为什么不能增删集合元素?
67 | 迭代器模式(下):如何设计实现一个支持“快照”功能的iterator?
68 | 访问者模式(上):手把手带你还原访问者模式诞生的思维过程
69 | 访问者模式(下):为什么支持双分派的语言不需要访问者模式?
不定期加餐 (3讲)
加餐一 | 用一篇文章带你了解专栏中用到的所有Java语法
加餐二 | 设计模式、重构、编程规范等相关书籍推荐
春节特别加餐 | 王争:如何学习《设计模式之美》专栏?
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68 | 访问者模式(上):手把手带你还原访问者模式诞生的思维过程

王争 2020-04-08
前面我们讲到,大部分设计模式的原理和实现都很简单,不过也有例外,比如今天要讲的访问者模式。它可以算是 23 种经典设计模式中最难理解的几个之一。因为它难理解、难实现,应用它会导致代码的可读性、可维护性变差,所以,访问者模式在实际的软件开发中很少被用到,在没有特别必要的情况下,建议你不要使用访问者模式。
尽管如此,为了让你以后读到应用了访问者模式的代码的时候,能一眼就能看出代码的设计意图,同时为了整个专栏内容的完整性,我觉得还是有必要给你讲一讲这个模式。除此之外,为了最大化学习效果,我今天不只是单纯地讲解原理和实现,更重要的是,我会手把手带你还原访问者模式诞生的思维过程,让你切身感受到创造一种新的设计模式出来并不是件难事。
话不多说,让我们正式开始今天的学习吧!

带你“发明”访问者模式

假设我们从网站上爬取了很多资源文件,它们的格式有三种:PDF、PPT、Word。我们现在要开发一个工具来处理这批资源文件。这个工具的其中一个功能是,把这些资源文件中的文本内容抽取出来放到 txt 文件中。如果让你来实现,你会怎么来做呢?
实现这个功能并不难,不同的人有不同的写法,我将其中一种代码实现方式贴在这里。其中,ResourceFile 是一个抽象类,包含一个抽象函数 extract2txt()。PdfFile、PPTFile、WordFile 都继承 ResourceFile 类,并且重写了 extract2txt() 函数。在 ToolApplication 中,我们可以利用多态特性,根据对象的实际类型,来决定执行哪个方法。
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精选留言(22)

  • test
    访问者模式解决的痛点主要是需要动态绑定的类型,所以调用哪个重载版本,其参数中的子类必须传入静态类型为目标子类的参数,并在方法中使用传入参数的动态绑定。如果不使用访问者模式,可以使用策略模式,使用工厂模式在map中保存type和具体子类实例的映射,在使用的时候,根据type的不同调用不同子类的方法(动态绑定)。
    2020-04-08
    5
  • Monday
    独立细分的访问者类(Extractor、Compressor),这些类分别对应所有类型对象某一操作的实现,如果类型多了,这些访问者类也会爆炸。
    2020-04-08
    1
    5
  • 小晏子
    课后思考:可以使用策略模式,对于不同的处理方式定义不同的接口,然后接口中提供对于不同类型文件的实现,再使用静态工厂类保存不同文件类型和不同处理方法的映射关系。对于后续扩展的新增文件处理方法,比如composer,按同样的方式实现一组策略,然后修改application代码使用对应的策略。
    2020-04-08
    3
  • 李小四
    设计模式_68:
    # 作业:
    今天的需求,我的第一反映是策略模式。
    # 感想:
    挺认同文章的观点,别人写了这种模式要看得懂,自己还是不要用比较好。

    给转述师提个Tip: 程序开发中常常用数字`2`代替`to`、用数字`4`代替`for`,比如文中的`extract2txt`,这时要读作`extract to txt`,而不是`extract 2(中文读音er) txt`。
    2020-04-08
    1
    2
  • QQ怪
    问下老师,有没有哪个优秀的框架用到这个模式的?
    2020-04-08
    1
    1
  • Jxin
    1.虽然策略模式也能实现,但这个场景用访问者模式其实会优雅很多。
    2.因为多种类型的同个操作聚合在了一起,那么因为这些类型是同父类的,所以属于父类的一些相同操作就能抽私有共用方法。
    3.而策略模式,因为各个类型的代码都分割开了,那么就只好复制黏贴公共部分了。

    4.另外,写合情合理的优雅代码,然后别人看不懂,一顿吹也是极爽的。只是一般节奏都挺快,第一时间可能就是策略模式走你,然后就没有然后了。
    2020-04-08
    1
  • 对方法绑定感兴趣的同学可以看 深入理解java虚拟机 书中的->虚拟机字节码执行引擎->方法调用->方法分派的章节,详细介绍了虚拟机是如何通过静态绑定和动态绑定,实现方法重载和方法重写的
    课后题:
    如果子类对象的行为是一样的,都具备同样的行为(抽取,压缩,分析),那么用模板方法模式也完全可以,修改的成本并没有多大
    如果子类对象的行为是不一致的,比如对ppt只进行抽取,对word进行抽取和压缩,那么各个子类都维护自己的方法比较好,没有必要抽取出来
    2020-04-08
    1
  • Liam
    antlr(编译器框架)对语法树进行解析的时候就是通过visitor模式实现了扩展
    2020-04-08
    1
  • Frank
    打卡 今日学习访问者设计模式,收获如下:
          访问者模式表示允许一个或者多个操作应用到一组对象上,解耦操作和对象本身。体现了SRP原则。这个原则的代码实现比较复杂,关键要理解“函数重载是一种静态绑定,在编译时并不能获取对象的实际类型,而是根据声明类型执行声明类型对应的方法”。
          文章的例子通过4个版本的迭代,从一个最小原型实现,逐渐重构成一个符合访问者模式的代码。重构过程中不断使用前面讲解到的单一职责原则,基于接口而非实现编程等原则,使用工厂模式等来使代码逐渐符合“高内聚,低耦合”的目标。在实际开发中,该模式理解起来难度大,不建议使用。
    2020-04-08
    2
    1
  • Geek_54edc1
    思考题:可以用策略模式。这个应用场景是针对不同类型对象执行不同的操作,明显是个行为型的设计模式,这些不同的操作可以看作是一组针对不同类型对象的“算法”,把算法抽象出来,用工厂创建不同类型对象的对应“算法”,将type和“算法”操作对应起来,正好实现了访问者模式中“函数重载”要实现的功能。
    2020-04-11
  • Fstar
    可以在 extractor.extract2txt(resourceFile); 这里,改为通过 instanceof 得到 resourceFile 的真正的对象类型,然后进行类型转换。代码大致如下:

    if (resourceFile instanceof PdfFile ) extractor.extract2txt((PdfFile)resourceFile);
    else if ...
    2020-04-11
  • 秋风画扇
    访问者模式把行为独立出来,咋一看比较整齐,实际维护代价很大,每扩展一种对象每种行为都要添加一个重载方法。

    个人更倾向于 模板方法,对象和行为融合在一起。父类抽象类实现共有行为,不同行为通过实现接口来扩展。这样从方法名称上就知道具体要做什么,也方便扩展,整体看起来更为统一
    2020-04-11
  • Frank
    如果不使用访问者模式,也许这也是一种改造方法:在Extractor类种在定义一个重载的方法,形参的类型为:ResourceFile,在该方法种判断参数的实际类型后再做分派。如下所示
    2020-04-11
  • 梦倚栏杆
    List<Visitor> visitors = new ArrayList<>();
            visitors.add(new Extractor());
            visitors.add(new Compressor());
            List<ResourceFile> resourceFiles = listAllResourceFiles(args[0]);
            for (Visitor visitor : visitors) {
                for (ResourceFile resourceFile : resourceFiles) {
                    resourceFile.accept(visitor);
                }
            }


    如果把main方法改成如上,是不是就相当于用到了职责链模式呀
    2020-04-10
  • 梦倚栏杆
    三种模式的比较:
    如果只是针对资源文件,来决定哪种场景下用哪种处理方式==>用策略模式
    class PPTFile{
        
    }
    interface Visitor {
        void visit(PPTFile pptFile);
    }

    // 策略2
    class Extractor implements Visitor {

        @Override
        public void visit(PPTFile pptFile) {
            System.out.println("抽取文字");
        }
    }

    // 策略1
    class Compressor implements Visitor {

        @Override
        public void visit(PPTFile pptFile) {
            System.out.println("压缩文件");
        }
    }


    class StrategyFactory {
        public Visitor getVisitor(PPTFile pptFile) {
            return ThreadLocalRandom.current().nextInt() % 2 == 0 ? new Extractor() : new Compressor();
        }
    }

    如果是针对某种资源,一系列操作都要用,则用职责链模式

    上面的StrategyFactory 删除

    class VisitorChain {

        private final List<Visitor> visitors = new ArrayList<>();

        public void addVisitor(Visitor visitor) {
            visitors.add(visitor);
        }

        List<Visitor> getAllAcceptVisitor() {
            return visitors;
        }
    }

    一组资源,支持一组功能。 如上 (好像这么解释也不充分?)
    是不是就和wps里打开,关闭,保存功能似的他


    2020-04-10
  • 守拙
    课堂讨论:
    使用策略+静态工厂可以实现需求.
    访问者模式为一组对象执行同一操作, 很容易想到每种对象对应一种操作策略.

           ResourceFile pdf = new PdfFile();
            ResourceFile ppt = new PptFile();
            ResourceFile word = new WordFile();

            String s = ExtractStrategyFactory.create(pdf.getClass()).extractToTxt(pdf);

    //工厂实现
    public class ExtractStrategyFactory {

        private ExtractStrategyFactory(){}

        private static Map<Class<? extends ResourceFile>, ExtractStrategy> map = new HashMap<>();
        static {
            map.put(PdfFile.class, new PdfExtractStrategy());
            map.put(PptFile.class, new PptExtractStrategy());
            map.put(WordFile.class, new WordExtractStrategy());
        }

        public static ExtractStrategy create(Class<? extends ResourceFile> clazz){
            return map.get(clazz);
        }
    }
    2020-04-09
    2
  • 筱乐乐哦
    想问下这种设计模式在哪个的源码中有使用咋?先看下是怎么用的,老师写的例子还是比较简单易懂的,但感觉实际用的时候,需要根据业务抽象,就不好弄了呀
    2020-04-09
  • L🚲🐱
    可以使用策略模式, 用工厂方法来
    2020-04-08
  • Ken张云忠
    文中提到重载是一种静态绑定,多态是一种动态绑定,这里多态可以理解为重写吧
    jvm中不存在重载,因为编译阶段时已经确定了目标方法.
    动态绑定需要根据方法描述符来确定目标方法,最基础的是方法表的方式,另外还有优化手段内联缓存和方法内联.
    2020-04-08
  • Ken张云忠
    实际上,今天举的例子不用访问者模式也可以搞定,你能够想到其他实现思路吗?
    可以使用策略模式.
    定义读取策略接口ExtractorStrategy并实现三个策略,再定义一个策略工厂类,以文件类型作为key,以对应策略实现作为value,使用时通过具体的ResourceFile类型获取对应的策略实现类型,然后再调用实现函数.
    2020-04-08
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