Python与设计模式--访问者模式

23种计模式之 前言 +(5)单例模式、工厂模式、简单工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式、+(7)代理模式、装饰器模式、适配器模式、门面模式、组合模式、享元模式、桥梁模式、+(11)策略模式、责任链模式、命令模式、中介者模式、模板模式、迭代器模式、访问者模式、观察者模式、解释器模式、备忘录模式、状态模式 + 设计原则

18-Python与设计模式–访问者模式

一、药房业务系统

假设一个药房,有一些大夫,一个药品划价员和一个药房管理员,它们通过一个药房管理系统组织工作流程。
大夫开出药方后,药品划价员确定药品是否正常,价格是否正确;通过后药房管理员进行开药处理。
该系统可以如何实现?最简单的想法,是分别用一个一个ifelse…把划价员处理流程和药房管理流程实现,
这样做的问题在于,扩展性不强,而且单一性不强,一旦有新药的加入或者划价流程、开药流程有些变动,
会牵扯比较多的改动。今天介绍一种解决这类问题的模式:访问者模式。

首先,构造药品类和工作人员类:

class Medicine:name=""price=0.0def __init__(self,name,price):self.name=nameself.price=pricedef getName(self):return self.namedef setName(self,name):self.name=namedef getPrice(self):return self.pricedef setPrice(self,price):self.price=pricedef accept(self,visitor):pass
class Antibiotic(Medicine):def accept(self,visitor):visitor.visit(self)
class Coldrex(Medicine):def accept(self,visitor):visitor.visit(self)

药品类中有两个子类,抗生素和感冒药;

class Visitor:name=""def setName(self,name):self.name=namedef visit(self,medicine):pass
class Charger(Visitor):def visit(self,medicine):print "CHARGE: %s lists the Medicine %s. Price:%s " % (self.name,medicine.getName(),medicine.getPrice())
class Pharmacy(Visitor):def visit(self,medicine):print "PHARMACY:%s offers the Medicine %s. Price:%s" % (self.name,medicine.getName(),medicine.getPrice())
工作人员分为划价员和药房管理员。
在药品类中,有一个accept方法,其参数是个visitor;而工作人员就是从Visitor类中继承而来的,
也就是说,他们就是Visitor,都包含一个visit方法,其参数又恰是medicine。药品作为处理元素,
依次允许(Accept)Visitor对其进行操作,这就好比是一条流水线上的一个个工人,
对产品进行一次次的加工。整个业务流程还差一步,即药方类的构建(流水线大机器)。
class ObjectStructure:pass
class Prescription(ObjectStructure):medicines=[]def addMedicine(self,medicine):self.medicines.append(medicine)def rmvMedicine(self,medicine):self.medicines.append(medicine)def visit(self,visitor):for medc in self.medicines:medc.accept(visitor)

药方类将待处理药品进行整理,并组织Visitor依次处理。

业务代码如下:

if __name__=="__main__":yinqiao_pill=Coldrex("Yinqiao Pill",2.0)penicillin=Antibiotic("Penicillin",3.0)doctor_prsrp=Prescription()doctor_prsrp.addMedicine(yinqiao_pill)doctor_prsrp.addMedicine(penicillin)
charger=Charger()
charger.setName("Doctor Strange")
pharmacy=Pharmacy()
pharmacy.setName("Doctor Wei")
doctor_prsrp.visit(charger)
doctor_prsrp.visit(pharmacy)

打印如下:

CHARGE: Doctor Strange lists the Medicine Yinqiao Pill. Price:2.0
CHARGE: Doctor Strange lists the Medicine Penicillin. Price:3.0
PHARMACY:Doctor Wei offers the Medicine Yinqiao Pill. Price:2.0
PHARMACY:Doctor Wei offers the Medicine Penicillin. Price:3.0

二、访问者模式

访问者模式的定义如下:封装一些作用于某种数据结构中的各元素的操作,它可以在不改变数据结构的前提下
定义于作用于这些元素的新操作。
提到访问者模式,就不得不提一下双分派。分派分为静态分派和动态分派。首先解释下静态分派,静态分派即
根据请求者的名称和接收到的参数,决定多态时处理的操作。比如在Java或者C++中,定义名称相同但参数不同
的函数时,会根据最终输入的参数来决定调用哪个函数。双分派顾名思义,即最终的操作决定于两个接收者的
类型,在本例中,药品和工作人员互相调用了对方(药品的accept和工作人员的visit中,对方都是参数),
就是双分派的一种应用。
那么Python支持静态分派么?先看下面的一个例子。
def max_num(x,y,z):return max(max(x,y),z)
def max_num(x,y):return max(x,y)
if __name__=="__main__":print max_num(1,2,4)

打印如下:

Traceback (most recent call last): File
“D:/WorkSpace/Project/PyDesignMode/example.py”, line 786, in

print max_num(1,2,4)
TypeError: max_num() takes exactly 2 arguments (3 given)

可见,Python原生是不支持静态分派的,因而也不直接支持更高层次的分派。访问者模式实现的分派,
、是一种动态双分派。但这并不妨碍Python通过访问者模式实现一种基于类的“双分派效果”。
Python多分派可以参考David Mertz 博士的一篇文章:可爱的Python:多分派—用多元法泛化多样性。

三、访问者模式的优点和应用场景

优点:
1、将不同的职责非常明确地分离开来,符合单一职责原则;
2、职责的分开也直接导致扩展非常优良,灵活性非常高,加减元素和访问者都非常容易。应用场景:
1、要遍历不同的对象,根据对象进行不同的操作的场景;或者一个对象被多个不同对象顺次处理的情况,
可以考虑使用访问者模式。除本例外,报表生成器也可以使用访问者模式实现,报表的数据源由多个不同的
对象提供,每个对象都是Visitor,报表这个Element顺次Accept各访问者完善并生成对象。

四、访问者模式的缺点

1、访问者得知了元素细节,与最小隔离原则相悖;
2、元素变更依旧可能引起Visitor的修改。

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