Scala 中的访问者模式答案

【问题标题】：Visitor Pattern in ScalaScala 中的访问者模式
【发布时间】：2019-12-11 21:46:47
【问题描述】：

有没有在 Scala 中使用 Visitor Pattern 的用例？

每次在 Java 中使用访问者模式时，我是否应该在 Scala 中使用 Pattern Matching？

【问题讨论】：

你可以将隐式对象/方法称为访问者模式...

【解决方案1】：

是的，您可能应该从模式匹配开始，而不是访问者模式。看到这个interview with Martin Odersky（我的重点）：

因此，适合这项工作的工具实际上取决于您的方向想延长。如果您想使用新数据进行扩展，请选择带有虚拟方法的经典面向对象方法。如果你想保持数据固定并扩展新操作，然后是模式更合适。实际上有一种设计模式——不是与模式匹配相混淆——在面向对象编程中称为访问者模式，它可以代表我们所做的一些事情基于虚拟方法的面向对象的模式匹配派遣。但在实际使用中，访问者模式非常庞大。你不能用模式匹配做很多很容易的事情。您最终会遇到非常重的访客。事实证明，与现代 VM 技术比模式匹配效率低得多。由于这两个原因，我认为模式有明确的作用匹配。

编辑：我认为这需要更好的解释和示例。访问者模式通常用于访问树或类似树中的每个节点，例如抽象语法树 (AST)。使用优秀的Scalariform 中的示例。 Scalariform 通过解析 Scala 然后遍历 AST 并将其写出来格式化 scala 代码。提供的方法之一采用 AST 并按顺序创建所有令牌的简单列表。用于此的方法是：

private def immediateAstNodes(n: Any): List[AstNode] = n match {
  case a: AstNode                ⇒ List(a)
  case t: Token                  ⇒ Nil
  case Some(x)                   ⇒ immediateAstNodes(x)
  case xs @ (_ :: _)             ⇒ xs flatMap { immediateAstNodes(_) }
  case Left(x)                   ⇒ immediateAstNodes(x)
  case Right(x)                  ⇒ immediateAstNodes(x)
  case (l, r)                    ⇒ immediateAstNodes(l) ++ immediateAstNodes(r)
  case (x, y, z)                 ⇒ immediateAstNodes(x) ++ immediateAstNodes(y) ++ immediateAstNodes(z)
  case true | false | Nil | None ⇒ Nil
}

def immediateChildren: List[AstNode] = productIterator.toList flatten immediateAstNodes

这是一项可以通过 Java 中的访问者模式完成的工作，但通过 Scala 中的模式匹配更简洁地完成。在Scalastyle（Scala 的 Checkstyle）中，我们使用了这种方法的修改形式，但有细微的变化。我们需要遍历树，但每次检查只关心某些节点。例如，对于EqualsHashCodeChecker，它只关心定义的equals 和hashCode 方法。我们使用以下方法：

protected[scalariform] def visit[T](ast: Any, visitfn: (Any) => List[T]): List[T] = ast match {
  case a: AstNode                => visitfn(a.immediateChildren)
  case t: Token                  => List()
  case Some(x)                   => visitfn(x)
  case xs @ (_ :: _)             => xs flatMap { visitfn(_) }
  case Left(x)                   => visitfn(x)
  case Right(x)                  => visitfn(x)
  case (l, r)                    => visitfn(l) ::: visitfn(r)
  case (x, y, z)                 => visitfn(x) ::: visitfn(y) ::: visitfn(z)
  case true | false | Nil | None => List()
}

请注意，我们递归调用的是visitfn()，而不是visit()。这使我们可以重用此方法来遍历树，而无需重复代码。在我们的EqualsHashCodeChecker 中，我们有：

private def localvisit(ast: Any): ListType = ast match {
  case t: TmplDef     => List(TmplClazz(Some(t.name.getText), Some(t.name.startIndex), localvisit(t.templateBodyOption)))
  case t: FunDefOrDcl => List(FunDefOrDclClazz(method(t), Some(t.nameToken.startIndex), localvisit(t.localDef)))
  case t: Any         => visit(t, localvisit)
}

所以这里唯一的样板是模式匹配的最后一行。在 Java 中，上述代码可以很好地实现为访问者模式，但在 Scala 中，使用模式匹配是有意义的。另请注意，上面的代码不需要修改正在遍历的数据结构，除了定义unapply()，如果您使用案例类，这会自动发生。

【讨论】：

不错。这是我在 Scala 中找到的访问者模式的最佳示例代码，访问功能从特定的“操作”代码中分离出来。
“访问者模式通常用于访问树中的每个节点或类似的节点”——恕我直言，这是一个常见的误解。访问者模式与访问多个节点无关，尽管它的名字。当编译器要求您准确处理所有声明的子类型时，GoF 的初衷是具有严格的 ADT 语义。它指定了一组封闭的子类型，并且不允许添加非官方的子类型。
当你有数百种节点类型并且你需要用不同的代码访问每一种时会发生什么？
递归方法是否存在堆栈溢出的风险？

【解决方案2】：

Burak Emir、Martin Odersky 和 John Williams 的论文 Matching Objects with Patterns 对这个问题进行了很好的调查

【讨论】：

【解决方案3】：

最近（2019 年）访问者模式在 Scala 世界中引起了相当多的关注。

请参阅此处，例如 2 个有关该主题的博客：

https://meta.plasm.us/posts/2019/09/23/scala-and-the-visitor-pattern/ by 特拉维斯·布朗

https://medium.com/@supermanue/gof-design-patterns-in-scala-visitor-f3b8c91e0488 by 曼努埃尔·罗德里格斯

【讨论】：