Návrhový Vzor Návštěvník v Programovacím Jazyce Java
Úvodní Pohled
Návrhový vzor návštěvník se řadí mezi behaviorální návrhové vzory. Jeho hlavním posláním je oddělit specifický algoritmus, který označujeme jako návštěvníka, od samotné datové struktury, kterou prochází, a kterou nazýváme navštívenými objekty. S pomocí tohoto vzoru získáme možnost provádět rozličné akce nad rozdílnými typy objektů, které jsou součástí dané struktury.
Tento návrhový vzor se ukazuje jako neocenitelný v situacích, kdy potřebujeme aplikovat různé operace na objekty různých kategorií, aniž bychom museli zavádět pevné vazby mezi samotným návštěvníkem a navštívenými objekty. Tímto způsobem dosahujeme vyšší míry flexibility a rozšiřitelnosti, protože jak návštěvníka, tak navštívené objekty můžeme modifikovat nezávisle na sobě.
Implementace v Javě
Pro implementaci návrhového vzoru návštěvník v Javě je nezbytné definovat trojici klíčových rozhraní:
– Návštěvník: V tomto rozhraní definujeme metody, které budou provádět akce nad navštívenými objekty.
– Navštívený: Toto rozhraní obsahuje metodu accept(), která přijímá odkaz na návštěvníka.
– Konkrétní návštěvníci: Implementují metody z rozhraní Návštěvník a definují konkrétní operace pro jednotlivé typy navštívených objektů.
Konkrétní navštívené objekty: Tyto objekty implementují metodu accept() a poskytují specifické chování pro různé návštěvníky.
Ilustrativní Příklad:
public interface Visitor {
void visit(ConcreteVisitableA visitable);
void visit(ConcreteVisitableB visitable);
}
public interface Visitable {
void accept(Visitor visitor);
}
public class ConcreteVisitableA implements Visitable {
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
public class ConcreteVisitableB implements Visitable {
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
public class ConcreteVisitor implements Visitor {
@Override
public void visit(ConcreteVisitableA visitable) {
System.out.println("Provádím operaci nad ConcreteVisitableA");
}
@Override
public void visit(ConcreteVisitableB visitable) {
System.out.println("Provádím operaci nad ConcreteVisitableB");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Visitable visitableA = new ConcreteVisitableA();
Visitable visitableB = new ConcreteVisitableB();
Visitor visitor = new ConcreteVisitor();
visitableA.accept(visitor);
visitableB.accept(visitor);
}
}
Pozitiva Návrhového Vzoru Návštěvník
Návrhový vzor návštěvník přináší řadu výhod:
– Oddělení Algoritmu od Datové Struktury: Oddělením algoritmu (návštěvníka) od datové struktury (navštívených objektů) se zvyšuje flexibilita a rozšiřitelnost systému.
– Snadné Přidávání Nové Funkcionality: Nové operace můžeme přidávat vytvořením nových konkrétních návštěvníků, bez nutnosti modifikovat stávající navštívené objekty.
– Podpora Dvojího Odeslání: Vzor návštěvník implementuje koncept dvojího odeslání, což umožňuje návštěvníkům spouštět různé metody v závislosti na typu navštíveného objektu.
– Zjednodušení Kódu: Oddělením algoritmu od datové struktury se kód stává lépe organizovaným a srozumitelnějším.
Negativa Návrhového Vzoru Návštěvník
Návrhový vzor návštěvník má také svá omezení:
– Zvýšení Počtu Tříd: Zavedením rozhraní návštěvníka a konkrétních návštěvníků může dojít k nárůstu celkového počtu tříd v projektu.
– Snížení Výkonu: Procházení objektovou strukturou a volání metod návštěvníka může být náročné na výkon, zvláště u rozsáhlých a složitých struktur.
– Potíže s Údržbou: Přidávání nových operací nebo navštívených objektů může vyžadovat změny v mnoha třídách, což může údržbu kódu zkomplikovat.
Kdy Aplikovat Návrhový Vzor Návštěvník
Návrhový vzor návštěvník je vhodný v následujících situacích:
– Pokud potřebujeme provádět rozdílné operace nad objekty různých typů, které sdílejí společný základ.
– Pokud se algoritmus a datová struktura vyvíjejí nezávisle na sobě.
– Pokud je potřeba přidávat nové operace do systému bez nutnosti zasahovat do existující struktury dat.
Závěr
Návrhový vzor návštěvník představuje účinný způsob, jak oddělit algoritmus od struktury dat. Umožňuje provádět různé operace nad objekty různých typů bez nutnosti vytvářet pevné vazby mezi návštěvníkem a navštívenými objekty. Tento vzor zlepšuje flexibilitu, rozšiřitelnost a organizaci kódu, nicméně je důležité před jeho aplikací zvážit všechny jeho přínosy a omezení.
Nejčastější Otázky
1. Co je to návrhový vzor návštěvník?
Jedná se o behaviorální vzor, který odděluje algoritmus (návštěvníka) od datové struktury (navštívené objekty).
2. Jaké jsou jeho klady?
Umožňuje oddělení algoritmu od dat, snadné přidávání nových operací a zjednodušení kódu.
3. Jaké jsou zápory?
Může vést ke zvýšení počtu tříd, snížení výkonu a potížím s údržbou.
4. Kdy je vhodné tento vzor použít?
Když je potřeba provádět různé operace nad objekty různých typů se společným základem, nebo pokud se algoritmus a data mění nezávisle.
5. Jak se implementuje v Javě?
Je třeba vytvořit rozhraní pro návštěvníka, navštívené objekty a konkrétní návštěvníky a navštívené objekty.
6. Jaký je rozdíl mezi tímto vzorem a vzorem strategie?
Návštěvník se používá k provádění různých akcí nad různými typy objektů, zatímco strategie umožňuje vybrat si z několika algoritmů pro jeden typ objektu.
7. Jak využít dědičnost s tímto vzorem?
Konkrétní návštěvníci mohou dědit od základního návštěvníka a přepisovat metody pro specifické typy objektů.
8. Existují nějaké alternativy?
Alternativou může být použití reflexe nebo dynamického dispečinku.
9. Jaké jsou osvědčené postupy při jeho používání?
Je důležité vyhnout se vytváření velkého počtu návštěvníků a navštívených objektů a ujistit se, že návrhový vzor řeší specifický problém.
10. Existují knihovny, které jej implementují?
Ano, například knihovny jako Guava poskytují implementace tohoto návrhového vzoru.