1. ビジターパターンとは
ビジターパターンは、データ構造とデータ操作を分離し、データ構造を変更せずにさまざまな操作を行うことができるようにする、振る舞いデザインパターンです。ビジターパターンにより、データ構造と操作を分離しており、操作を柔軟かつ拡張可能にします。
2. ビジターパターンの特性と利点
特性:
- データ構造と操作を分離し、さまざまな操作を動的にバインディングすることができます。
- 新しい操作を追加する際に、既存のコードを変更する必要がなく、非常に便利です。
利点:
- 新しい操作を追加する際に、オープンクローズドの原則に従い非常に便利です。
- データ構造自体を変更せずに、複雑な操作を行うことができます。
3. ビジターパターンの実際の応用例
ビジターパターンは、実際のシナリオで幅広く使用されており、以下のような場面で活用されています:
- コンパイラの構文木解析段階では、ビジターパターンを使用して異なる構文チェックやコード変換操作を実装することができます。
- データベースクエリの最適化において、ビジターパターンを使用してクエリツリーに対するさまざまな最適化操作を行うことができます。
4. Golangにおけるビジターパターンの実装
4.1 UMLクラス図
4.2 例の紹介
ビジターパターンには以下の役割が含まれます:
-
Elementは、ビジターを受け入れるためのインターフェースメソッドAcceptを定義します。 -
ConcreteElementAおよびConcreteElementBは、Acceptメソッドを実装し、独自の操作メソッドを定義する具象要素クラスです。 -
Visitorは、特定の要素を訪れるためのメソッドを定義するビジターインターフェースです。 -
ConcreteVisitor1およびConcreteVisitor2は、特定の要素を訪れるメソッドを実装する具象ビジタークラスです。
4.3 実装ステップ1: ビジターインターフェースおよび具象ビジタークラスを定義する
最初に、ビジターインターフェースと具象ビジタークラスを定義する必要があります:
type Visitor interface {
VisitConcreteElementA(element ConcreteElementA)
VisitConcreteElementB(element ConcreteElementB)
}
type ConcreteVisitor1 struct{}
func (v *ConcreteVisitor1) VisitConcreteElementA(element ConcreteElementA) {
// ConcreteElementAでの操作を実行
}
func (v *ConcreteVisitor1) VisitConcreteElementB(element ConcreteElementB) {
// ConcreteElementBでの操作を実行
}
type ConcreteVisitor2 struct{}
func (v *ConcreteVisitor2) VisitConcreteElementA(element ConcreteElementA) {
// ConcreteElementAでの操作を実行
}
func (v *ConcreteVisitor2) VisitConcreteElementB(element ConcreteElementB) {
// ConcreteElementBでの操作を実行
}
4.4 実装ステップ2: 要素インターフェースおよび具象要素クラスを定義する
次に、要素インターフェースと具象要素クラスを定義します:
type Element interface {
Accept(visitor Visitor)
}
type ConcreteElementA struct{}
func (e *ConcreteElementA) Accept(visitor Visitor) {
visitor.VisitConcreteElementA(e)
}
func (e *ConcreteElementA) OperationA() {
// 特定の要素Aの操作のロジック
}
type ConcreteElementB struct{}
func (e *ConcreteElementB) Accept(visitor Visitor) {
visitor.VisitConcreteElementB(e)
}
func (e *ConcreteElementB) OperationB() {
// 特定の要素Bの操作のロジック
}
4.5 実装ステップ3: オブジェクト構造および具象オブジェクト構造を定義する
次に、オブジェクト構造と具象オブジェクト構造を定義します:
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 実装ステップ4: オブジェクト構造における要素アクセスインターフェースを実装する
オブジェクト構造における要素アクセスインターフェースを実装し、アクセス操作をビジターに委譲します:
func (os *ObjectStructure) Accept(visitor Visitor) {
for _, element := range os.elements {
element.Accept(visitor)
}
}
4.7 実装ステップ5: ビジターパターンを使用するためのクライアントコードを定義する
最後に、ビジターパターンを使用するためのクライアントコードを定義します。
func main() {
elementA := &ConcreteElementA{}
elementB := &ConcreteElementB{}
visitor1 := &ConcreteVisitor1{}
visitor2 := &ConcreteVisitor2{}
objectStructure := &ObjectStructure{}
objectStructure.Attach(elementA)
objectStructure.Attach(elementB)
objectStructure.Accept(visitor1)
objectStructure.Accept(visitor2)
}
結論
ビジターパターンを使用することで、データ構造とデータ操作を切り離し、操作を柔軟かつ拡張可能にすることができます。Golangでビジターパターンを実装する際には、インタフェースと関数の組み合わせを使用して動的バインディングを実現し、それにより切り離しを実現します。ビジターパターンは、構文木解析やデータベースクエリの最適化など、実践的なシナリオに効果的に適用することができます。