TypeScript 设计模式之【访问者模式】

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访问者模式：灵活的文件系统扫描器
访问者模式的奥秘

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访问者模式：灵活的文件系统扫描器

假如你正在开发一个文件系统扫描器，需要对不同类型的文件执行不同的操作: 统计文本文件的字数，计算图片文件的大小，分析音频文件的时长。这个看似简单的文件处理任务，这就是访问者模式的精髓。

在软件开发中，我们经常遇到需要对一个复杂的对象结构中的所有元素执行某些操作的情况。访问者模式就像这个文件系统扫描器，它允许你在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。这种模式让你能够将数据结构和数据操作分离开来!

访问者模式的奥秘

访问者模式类似一个"灵活的文件处理器"，在不修改现有类结构的情况下，为一组类增加新的操作。你可以将数据结构和数据操作分离，使得系统更加灵活和可扩展。

访问者模式有什么利与弊?

访问者模式的优点是它能够在不修改现有类的情况下定义新的操作，使得系统更容易扩展。它还能将相关的操作集中到一个访问者对象中，而不是分散在各个类中。缺点是增加新的元素类比较困难，因为需要修改所有现有的访问者。

如何使用访问者模式来优化你的系统

访问者模式涉及角色

访问者(Visitor): 声明了一个或多个访问操作方法
具体访问者(ConcreteVisitor): 实现了访问者声明的操作
元素(Element): 定义一个接受访问者的方法
具体元素(ConcreteElement): 实现了元素接口
对象结构(ObjectStructure): 能够枚举它的元素,可以提供一个高层的接口让访问者访问它的元素

访问者模式步骤

创建一个访问者接口，为每种具体元素类声明一个访问操作
创建具体访问者类，实现访问者接口中的操作
在元素接口中声明一个接受访问者的方法
在具体元素类中实现接受访问者的方法
创建对象结构类，该类可以遍历所有元素

选择合适的访问者模式，你就能轻松地为复杂的对象结构添加新的操作，让系统变得更加灵活和可维护!

代码实现案例

// 访问者接口-文件访问
interface FileVisitor {
  // 文本访问
  visitTextFile(file: TextFile): void;
  //  图片访问
  visitImageFile(file: ImageFile): void;
  // 音频访问
  visitAudioFile(file: AudioFile): void;
}

// 元素接口- 文件
interface File {
  accept(visitor: FileVisitor): void;
}

// 具体元素类 - 文本文件
class TextFile implements File {
  constructor(public name: string, public content: string) {}

  accept(visitor: FileVisitor): void {
    visitor.visitTextFile(this);
  }
}

// 具体元素类 - 图片文件
class ImageFile implements File {
  constructor(public name: string, public size: number) {}

  accept(visitor: FileVisitor): void {
    visitor.visitImageFile(this);
  }
}

// 具体元素类 - 音频文件
class AudioFile implements File {
  constructor(public name: string, public duration: number) {}

  accept(visitor: FileVisitor): void {
    visitor.visitAudioFile(this);
  }
}

// 具体访问者类 - 文件统计
class FileStatisticsVisitor implements FileVisitor {
  private textFileCount = 0;
  private imageFileCount = 0;
  private audioFileCount = 0;

  visitTextFile(file: TextFile): void {
    this.textFileCount++;
  }

  visitImageFile(file: ImageFile): void {
    this.imageFileCount++;
  }

  visitAudioFile(file: AudioFile): void {
    this.audioFileCount++;
  }

  printStatistics(): void {
    console.log(`文本文件数量: ${this.textFileCount}`);
    console.log(`图片文件数量: ${this.imageFileCount}`);
    console.log(`音频文件数量: ${this.audioFileCount}`);
  }
}
// 具体访问者类 - 文件详情
class FileDetailsVisitor implements FileVisitor {
  visitTextFile(file: TextFile): void {
    console.log(
      `文本文件: ${file.name}, 内容长度: ${file.content.length} 字符`
    );
  }

  visitImageFile(file: ImageFile): void {
    console.log(`图片文件: ${file.name}, 大小: ${file.size} KB`);
  }

  visitAudioFile(file: AudioFile): void {
    console.log(`音频文件: ${file.name}, 时长: ${file.duration} 秒`);
  }
}

// 对象结构类 - 文件系统
class FileSystem {
  private files: File[] = [];

  addFile(file: File): void {
    this.files.push(file);
  }

  accept(visitor: FileVisitor): void {
    for (const file of this.files) {
      file.accept(visitor);
    }
  }
}
// 客户端代码
const fileSystem = new FileSystem();
fileSystem.addFile(new TextFile("readme.txt", "这是一个自述文件"));
fileSystem.addFile(new ImageFile("logo.png", 2048));
fileSystem.addFile(new AudioFile("song.mp3", 180));
fileSystem.addFile(new TextFile("document.txt", "这是一个文档文件"));

console.log("文件统计:");
const statisticsVisitor = new FileStatisticsVisitor();
fileSystem.accept(statisticsVisitor);
statisticsVisitor.printStatistics();

console.log("\n文件详情:");
const detailsVisitor = new FileDetailsVisitor();
fileSystem.accept(detailsVisitor);

// 输出
// 文件统计:
// 文本文件数量: 2
// 图片文件数量: 1
// 音频文件数量: 1

// 文件详情:
// 文本文件: readme.txt, 内容长度: 8 字符
// 图片文件: logo.png, 大小: 2048 KB
// 音频文件: song.mp3, 时长: 180 秒
// 文本文件: document.txt, 内容长度: 8 字符

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访问者模式的主要优点

符合单一职责原则: 通过访问者将数据结构与数据操作分离
优秀的扩展性: 可以在不修改对象结构的情况下，轻松地增加新的操作
集中相关的操作: 将相关的操作集中到一个访问者对象中
对象结构变化较少: 适用于对象结构相对稳定，但经常需要在此结构上定义新的操作的系统

访问者模式的主要缺点

增加新的元素类困难: 每增加一个新的元素类，都需要在访问者中增加相应的方法
破坏封装: 访问者模式通常需要对象结构开放内部数据给访问者
违反依赖倒置原则: 访问者依赖于具体元素类型

访问者模式的适用场景

对象结构中包含很多类对象，它们有不同的接口，而你想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作
需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而你想避免让这些操作"污染"这些对象的类
对象结构很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作

总结

访问者模式是一种行为型设计模式，它允许你在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。访问者模式通过将数据结构与数据操作分离，实现了优秀的扩展性。这种模式在处理复杂对象结构时特别有用，能够让你的代码更加灵活和可维护。然而，它也带来了一些复杂性，在使用时需要权衡利弊。合理使用访问者模式,可以让你的代码结构更加清晰，更易于理解和维护。

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自此: TypeScript 设计模式系列就更新完啦，大家感兴趣可以关注下，后面会出新的专栏，感谢大家的支持