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前言

??本篇是關(guān)于設(shè)計(jì)模式中命令模式、訪問者模式、以及迭代器模式的學(xué)習(xí)筆記。

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一、命令模式

??命令模式是一種行為型設(shè)計(jì)模式，其核心目的在于將命令的發(fā)送者和接受者解耦，提供一個(gè)中間層對(duì)命令進(jìn)行統(tǒng)一的管理，請(qǐng)求的發(fā)送者不需要知道接收者的具體實(shí)現(xiàn)，而只需依賴一個(gè)抽象的命令接口。
??命令模式通常包括以下的角色：

• 抽象/接口命令層：定義了執(zhí)行命令的抽象方法，例如執(zhí)行，撤銷。
• 具體命令類：繼承/實(shí)現(xiàn)了命令層，對(duì)命令的具體內(nèi)容做一個(gè)描述。
• 接收者：實(shí)際執(zhí)行操作的對(duì)象，包含與請(qǐng)求相關(guān)的邏輯。
• 調(diào)用者：調(diào)用命令對(duì)象以觸發(fā)請(qǐng)求的執(zhí)行。
• 客戶端：創(chuàng)建具體的命令對(duì)象，并將其綁定到調(diào)用者上。

??舉一個(gè)生活中的案例，假設(shè)對(duì)于家電，想要通過一個(gè)萬能遙控器去控制某個(gè)家電的開/關(guān)，而不需要每個(gè)家電都配一個(gè)遙控器，則可以將開，關(guān)設(shè)為具體命令類：

/*** 命令抽象類*/
public interface Command {/*** 執(zhí)行命令*/void execute();/*** 回滾操作*/void undo();
}

??以對(duì)燈的開關(guān)操作為例，開燈的命令類：

/*** 開燈*/
public class LightOnCommand implements Command{private Light light;public LightOnCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.on();}@Overridepublic void undo() {light.off();}
}

??關(guān)燈的命令類：

/*** 關(guān)燈*/
public class LightOffCommand implements Command{private Light light;public LightOffCommand(Light light) {this.light = light;}@Overridepublic void execute() {light.off();}@Overridepublic void undo() {light.on();}
}

??具體的電器，有開關(guān)的操作。

public class Light {public void on(){System.out.println("把燈打開");}public void off(){System.out.println("關(guān)燈了");}
}

??以及一個(gè)空的命令類：

public class NoCommand implements Command{/*** 執(zhí)行命令*/@Overridepublic void execute() {}/*** 回滾操作*/@Overridepublic void undo() {}
}

??命令的統(tǒng)一管理類，主要作用：

• 對(duì)命令組進(jìn)行初始化。
• 設(shè)置操控某一個(gè)對(duì)象的具體命令。
• 執(zhí)行具體的命令。
• 撤銷命令。

public class RemoteController {//存放各種設(shè)備的開命令Command[] onCommands;//存放各種設(shè)備的關(guān)命令Command[] offCommands;//撤銷的命令Command unCommand;/*** 初始化空命令*/public RemoteController(int number) {onCommands = new Command[number];offCommands = new Command[number];for (int i = 0; i < number; i++) {onCommands[i] = new NoCommand();offCommands[i] = new NoCommand();}}/*** 設(shè)置具體的命令** @param no         設(shè)備組編號(hào)* @param onCommand  具體設(shè)備組設(shè)備的開命令* @param offCommand 具體設(shè)備組設(shè)備的關(guān)命令*/public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {onCommands[no] = onCommand;offCommands[no] = offCommand;}/*** 按下某個(gè)設(shè)備的開按鈕** @param no 設(shè)備組編號(hào)*/public void onButtonWasPushed(int no) {onCommands[no].execute();//記錄本次操作，便于撤銷unCommand = onCommands[no];}/*** 按下某個(gè)設(shè)備的關(guān)按鈕** @param no 設(shè)備組編號(hào)*/public void offButtonWasPushed(int no) {offCommands[no].execute();//記錄本次操作，便于撤銷unCommand = offCommands[no];}/*** 撤銷*/public void undo() {unCommand.undo();}
}

??客戶端：

public class Client {public static void main(String[] args) {Light light = new Light();//初始化開啟電燈命令LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(light);//初始化關(guān)閉電燈命令LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(light);//初始化遙控器面板RemoteController remoteController = new RemoteController(5);remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);System.out.println("--------開啟電燈--------");remoteController.onButtonWasPushed(0);System.out.println("--------關(guān)閉電燈--------");remoteController.offButtonWasPushed(0);System.out.println("--------撤銷上一步操作--------");remoteController.undo();}
}

??如果需要進(jìn)行擴(kuò)展，比如電視，只需要去增加一個(gè)電視機(jī)對(duì)象，以及兩個(gè)實(shí)現(xiàn)了命令接口的具體命令類，最后在客戶端進(jìn)行初始化即可，無需對(duì)命令管理類進(jìn)行修改。

二、訪問者模式

??訪問者模式是一種行為型設(shè)計(jì)模式，主要用來將操作與對(duì)象結(jié)構(gòu)分離。核心思想在不修改對(duì)象結(jié)構(gòu)的前提下，定義作用于這些對(duì)象的新操作。
??訪問者模式通過引入一個(gè)訪問者對(duì)象，將對(duì)結(jié)構(gòu)中各個(gè)元素的操作從元素類中抽離出來。這樣，當(dāng)需要添加新操作時(shí)，無需修改元素類，而只需添加新的訪問者類，訪問者模式由以下幾個(gè)角色組成：

• 訪問者接口：聲明對(duì)每種元素類型的訪問操作方法。
• 具體訪問者：實(shí)現(xiàn)訪問者接口，定義具體的操作邏輯。
• 元素接口：定義接受訪問者對(duì)象的方法。
• 具體元素：實(shí)現(xiàn)元素接口，在接受訪問者對(duì)象的方法中調(diào)用訪問者的相應(yīng)方法。
• 對(duì)象結(jié)構(gòu)：包含一組元素，可以遍歷這些元素并讓訪問者訪問它們。

??舉一個(gè)生活中的案例，例如在網(wǎng)上商城將商品加入購物車，需要計(jì)算商品總價(jià)，還需要獲取商品的詳細(xì)清單，利用訪問者模式，可以將商品作為被訪問的類：

/*** 被訪問的元素接口*/
public interface Item {void accept(Visitor visitor);
}

/*** 被訪問的元素：書籍*/
public class Book implements Item {private String title;private double price;public Book(String title, double price) {this.title = title;this.price = price;}public String getTitle() {return title;}public double getPrice() {return price;}@Overridepublic void accept(Visitor visitor) {visitor.visit(this);}
}

/*** 被訪問的元素：電子產(chǎn)品*/
public class Electronic implements Item {private String name;private double price;public Electronic(String name, double price) {this.name = name;this.price = price;}public String getName() {return name;}public double getPrice() {return price;}@Overridepublic void accept(Visitor visitor) {visitor.visit(this);}
}

??定義一個(gè)訪問者接口層，訪問具體的商品（書籍，電子產(chǎn)品）：

public interface Visitor {void visit(Book book);void visit(Electronic electronic);
}

??定義計(jì)算價(jià)格和打印清單具體的行為：

/*** 打印清單*/
public class ItemPrinterVisitor implements Visitor {@Overridepublic void visit(Book book) {System.out.println("Book: " + book.getTitle() + " - Price: " + book.getPrice());}@Overridepublic void visit(Electronic electronic) {System.out.println("Electronic: " + electronic.getName() + " - Price: " + electronic.getPrice());}
}

/*** 計(jì)算書籍和電子產(chǎn)品的價(jià)格*/
public class PriceCalculatorVisitor implements Visitor{private double totalPrice = 0;@Overridepublic void visit(Book book) {totalPrice = totalPrice+book.getPrice();}@Overridepublic void visit(Electronic electronic) {totalPrice = totalPrice + electronic.getPrice();}public double getTotalPrice(){return totalPrice;}
}

??以及具體的對(duì)象接口，讓訪問者去操作書籍和電子產(chǎn)品：

/*** 對(duì)象接口*/
public class ShoppingCart {private List<Item> items = new ArrayList<>();public void addItem(Item item) {items.add(item);}public void accept(Visitor visitor) {for (Item item : items) {item.accept(visitor);}}
}

??客戶端：

public class Client {public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建購物車ShoppingCart cart = new ShoppingCart();cart.addItem(new Book("Spring源碼深度解析", 50));cart.addItem(new Electronic("Iphone17", 6300));// 計(jì)算總價(jià)PriceCalculatorVisitor priceCalculator = new PriceCalculatorVisitor();cart.accept(priceCalculator);System.out.println("Total Price: " + priceCalculator.getTotalPrice());// 打印清單ItemPrinterVisitor itemPrinter = new ItemPrinterVisitor();cart.accept(itemPrinter);}
}

??這樣的好處在于，將具體的操作和對(duì)象結(jié)構(gòu)分離，后續(xù)增加具體的操作，無需對(duì)對(duì)象結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。因此適用于需要對(duì)對(duì)象結(jié)構(gòu)中的對(duì)象執(zhí)行多種不相關(guān)的操作，而操作的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)需要彼此獨(dú)立的場景。
??同時(shí)也可以體會(huì)一下如果不使用訪問者模式，會(huì)存在怎么樣的弊端：

1. 代碼耦合度高：在ShoppingCart類中，我們需要判斷每個(gè)商品的類型，并為不同類型的商品執(zhí)行不同的操作。這導(dǎo)致了ShoppingCart 類與具體商品類型的緊密耦合。如果要新增一種商品？就又要加一個(gè)條件分支。
2. 擴(kuò)展性差：同樣地，除了計(jì)算價(jià)格和打印清單，如果還需要再增加一種操作？那么購物車的代碼還需要進(jìn)行修改。

// 書籍類（Book）
public class Book {private String title;private double price;public Book(String title, double price) {this.title = title;this.price = price;}public String getTitle() {return title;}public double getPrice() {return price;}
}// 電子產(chǎn)品類（ElectronicProduct）
public class ElectronicProduct {private String name;private double price;public ElectronicProduct(String name, double price) {this.name = name;this.price = price;}public String getName() {return name;}public double getPrice() {return price;}
}

??在購物車中直接計(jì)算總價(jià)，打印清單：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ShoppingCart {private List<Object> items;public ShoppingCart() {items = new ArrayList<>();}public void addItem(Object item) {items.add(item);}public List<Object> getItems() {return items;}// 計(jì)算總價(jià)public double calculateTotalPrice() {double totalPrice = 0;for (Object item : items) {if (item instanceof Book) {totalPrice += ((Book) item).getPrice();} else if (item instanceof ElectronicProduct) {totalPrice += ((ElectronicProduct) item).getPrice();}}return totalPrice;}// 打印訂單清單public void printOrderDetails() {System.out.println("Shopping Cart Details:");for (Object item : items) {if (item instanceof Book) {Book book = (Book) item;System.out.println("Book: " + book.getTitle() + ", Price: " + book.getPrice());} else if (item instanceof ElectronicProduct) {ElectronicProduct product = (ElectronicProduct) item;System.out.println("Product: " + product.getName() + ", Price: " + product.getPrice());}}}
}

三、迭代器模式

??迭代器模式是一種行為型設(shè)計(jì)模式，核心思想是將集合的遍歷操作與集合的實(shí)現(xiàn)分離，從而不暴露集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需要依賴一個(gè)公共的接口來訪問集合中的元素。通過這種方式，可以在不改變集合結(jié)構(gòu)的情況下，提供不同的遍歷方式和邏輯，通常包含以下的角色：

• 迭代器接口：定義遍歷集合元素的方法，可以使用JDK的Iterator接口。
• 具體迭代器：實(shí)現(xiàn)迭代器接口，負(fù)責(zé)具體的遍歷邏輯。
• 聚合接口：定義返回一個(gè)迭代器的方法。
• 具體聚合：實(shí)現(xiàn)聚合接口，維護(hù)集合的實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并提供創(chuàng)建迭代器的方法。

??假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)電商項(xiàng)目，需要管理多個(gè)訂單。每個(gè)訂單由多個(gè)商品組成。希望能夠順序遍歷訂單中的商品，而不暴露訂單內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，首先創(chuàng)建一個(gè)商品的實(shí)例：

public class Product {private String productName;private double price;public Product(String productName, double price) {this.productName = productName;this.price = price;}public String getProductName() {return productName;}public double getPrice() {return price;}
}

??再編寫一個(gè)聚合接口：

public interface Aggregate {Iterator createIterator();
}

??創(chuàng)建具體聚合和迭代器接口

public class Order implements Aggregate{private String orderId;private Product[] items;public Order(String orderId, Product[] items) {this.orderId = orderId;this.items = items;}public String getOrderId() {return orderId;}public Product[] getItems() {return items;}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new OrderIterator(this);}
}

public class OrderIterator implements Iterator {private Order order;private int index;public OrderIterator(Order order) {this.order = order;this.index = 0;}@Overridepublic boolean hasNext() {return index < order.getItems().length;}@Overridepublic Object next() {if (hasNext()) {return order.getItems()[index++];}return null;}
}

??客戶端，創(chuàng)建產(chǎn)品并且遍歷:

public class Client {public static void main(String[] args) {Product p1 = new Product("產(chǎn)品1", 5);Product p2 = new Product("產(chǎn)品2", 6);Product p3 = new Product("產(chǎn)品3", 7);Order order = new Order("10001", new Product[]{p1, p2, p3});Iterator iterator = order.createIterator();while (iterator.hasNext()){Product next = (Product) iterator.next();System.out.println(next);}}
}

??同時(shí)也可以對(duì)比一下不使用迭代器模式，在客戶端中直接遍歷，體會(huì)一下存在哪些弊端：

1. 客戶端直接操作 Order 類的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，如果以后把商品的存儲(chǔ)方式改為其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所有使用 Order 類的代碼都需要修改。
2. 遍歷商品數(shù)組的邏輯直接寫在了客戶端，每個(gè)需要遍歷商品的地方，都必須重復(fù)寫遍歷邏輯。
3. 以及如果需要進(jìn)行不同方式的遍歷，需要修改遍歷邏輯以及所有使用到的客戶端的代碼。

public class Product {private String productName;private double price;public Product(String productName, double price) {this.productName = productName;this.price = price;}public String getProductName() {return productName;}public double getPrice() {return price;}
}public class Order {private String orderId;private Product[] items;public Order(String orderId, Product[] items) {this.orderId = orderId;this.items = items;}public String getOrderId() {return orderId;}public Product[] getItems() {return items;}
}public class Client {public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建產(chǎn)品Product p1 = new Product("Laptop", 1000);Product p2 = new Product("Smartphone", 800);Product p3 = new Product("Headphones", 150);// 創(chuàng)建訂單Product[] products = {p1, p2, p3};Order order = new Order("O1001", products);// 直接在客戶端遍歷商品Product[] items = order.getItems();for (int i = 0; i < items.length; i++) {System.out.println("Product: " + items[i].getProductName() + ", Price: " + items[i].getPrice());}}
}

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