1. Was ist das Besuchermuster

Das Besuchermuster ist ein Verhaltensmuster, das die Datenstruktur von den Datenoperationen trennt und verschiedene Operationen an den Daten ermöglicht, ohne die Datenstruktur zu ändern. Das Besuchermuster kann die Datenstruktur von den Operationen entkoppeln, was die Operationen flexibler und erweiterbar macht.

2. Merkmale und Vorteile des Besuchermusters

Merkmale:

  • Entkoppelt die Datenstruktur von den Operationen und ermöglicht die dynamische Bindung verschiedener Operationen.
  • Das Hinzufügen neuer Operationen ist sehr bequem und erfordert keine Änderung am bestehenden Code.

Vorteile:

  • Das Hinzufügen neuer Operationen ist sehr bequem und entspricht dem Open-Closed-Prinzip.
  • Komplexe Operationen können an der Datenstruktur durchgeführt werden, ohne die Struktur selbst zu verändern.

3. Beispiel für praktische Anwendungen des Besuchermusters

Das Besuchermuster findet in praktischen Szenarien breite Anwendung, beispielsweise:

  • In der Syntaxbaum-Analysephase eines Compilers kann das Besuchermuster zur Implementierung verschiedener Syntaxüberprüfungen und Code-Transformationen verwendet werden.
  • In einem Datenbankabfrageoptimierer kann das Besuchermuster verwendet werden, um verschiedene Optimierungsvorgänge am Abfragebaum durchzuführen.

4. Implementierung des Besuchermusters in Golang

4.1 UML Klassendiagramm

Besuchermuster in Golang

4.2 Einführung in das Beispiel

Das Besuchermuster umfasst folgende Rollen:

  • Element definiert eine Schnittstellenmethode Accept zum Akzeptieren von Besuchern.
  • ConcreteElementA und ConcreteElementB sind konkrete Elementklassen, die die Methode Accept implementieren und ihre eigenen Betriebsmethoden definieren.
  • Visitor ist die Besucher-Schnittstelle, die Methoden zum Besuchen spezifischer Elemente definiert.
  • ConcreteVisitor1 und ConcreteVisitor2 sind konkrete Besucherklassen, die Methoden zum Besuchen spezifischer Elemente implementieren.

4.3 Implementierung Schritt 1: Definieren der Besucher-Schnittstelle und konkreter Besucher

Zunächst müssen wir die Besucher-Schnittstelle und konkrete Besucherklassen definieren:

type Visitor interface {
    VisitConcreteElementA(element ConcreteElementA)
    VisitConcreteElementB(element ConcreteElementB)
}

type ConcreteVisitor1 struct{}

func (v *ConcreteVisitor1) VisitConcreteElementA(element ConcreteElementA) {
    // Operationen auf ConcreteElementA durchführen
}

func (v *ConcreteVisitor1) VisitConcreteElementB(element ConcreteElementB) {
    // Operationen auf ConcreteElementB durchführen
}

type ConcreteVisitor2 struct{}

func (v *ConcreteVisitor2) VisitConcreteElementA(element ConcreteElementA) {
    // Operationen auf ConcreteElementA durchführen
}

func (v *ConcreteVisitor2) VisitConcreteElementB(element ConcreteElementB) {
    // Operationen auf ConcreteElementB durchführen
}

4.4 Implementierung Schritt 2: Definition der Element-Schnittstelle und konkreter Elementklassen

Als nächstes definieren wir die Element-Schnittstelle und konkrete Elementklassen:

type Element interface {
    Accept(visitor Visitor)
}

type ConcreteElementA struct{}

func (e *ConcreteElementA) Accept(visitor Visitor) {
    visitor.VisitConcreteElementA(e)
}

func (e *ConcreteElementA) OperationA() {
    // Logik für die spezifische Element-A-Operation
}

type ConcreteElementB struct{}

func (e *ConcreteElementB) Accept(visitor Visitor) {
    visitor.VisitConcreteElementB(e)
}

func (e *ConcreteElementB) OperationB() {
    // Logik für die spezifische Element-B-Operation
}

4.5 Implementierung Schritt 3: Definition der Objektstruktur und konkreter Objektstruktur

Daraufhin definieren wir die Objektstruktur und die konkrete Objektstruktur:

type ObjectStructure struct {
    elements []Element
}

func (os *ObjectStructure) Attach(element Element) {
    os.elements = append(os.elements, element)
}

func (os *ObjectStructure) Detach(element Element) {
    for i, e := range os.elements {
        if e == element {
            os.elements = append(os.elements[:i], os.elements[i+1:]...)
            break
        }
    }
}

func (os *ObjectStructure) Accept(visitor Visitor) {
    for _, element := range os.elements {
        element.Accept(visitor)
    }
}

4.6 Implementierung Schritt 4: Implementieren der Elementzugriffsschnittstelle in der Objektstruktur

Die Elementzugriffsschnittstelle in der Objektstruktur implementieren und die Zugriffsoperation an den Besucher delegieren:

func (os *ObjectStructure) Accept(visitor Visitor) {
    for _, element := range os.elements {
        element.Accept(visitor)
    }
}

4.7 Implementierungsschritt 5: Definieren des Client-Codes zur Verwendung des Besucher-Musters

Zuletzt definieren wir den Client-Code zur Verwendung des Besucher-Musters:

func main() {
    elementA := &ConcreteElementA{}
    elementB := &ConcreteElementB{}
    
    visitor1 := &ConcreteVisitor1{}
    visitor2 := &ConcreteVisitor2{}
    
    objectStructure := &ObjectStructure{}
    objectStructure.Attach(elementA)
    objectStructure.Attach(elementB)
    
    objectStructure.Accept(visitor1)
    objectStructure.Accept(visitor2)
}

Fazit

Durch das Besucher-Muster können wir die Datenstruktur von der Datenoperation entkoppeln und die Operation flexibler und erweiterbar gestalten. Bei der Implementierung des Besucher-Musters in Golang können wir die Kombination von Schnittstellen und Funktionen verwenden, um eine dynamische Bindung zu erreichen und damit die Entkopplung zu ermöglichen. Das Besucher-Muster kann in praktischen Szenarien effektiv angewendet werden, sei es bei der Syntaxbaum-Analyse oder der Optimierung von Datenbankabfragen.