Visitor DP

Svrha

obilazak elemenata strukture podataka i definisanje novih operacija nad elementima bez izmena klasa elemenata nad kojima se obavlja operacija
lokalizovanje koda koji implementira željenu operaciju

Zbog čega Visitor DP?

Svoju primenu VisitorDP nalazi kao rešenje problema koji se često javlja u OO sistemima, a koji se odnosi na programiranje mehanizma koji će za zadatu hijerarhiju klasa i rekurzivnu strukturu podataku (koja sadrži elemente ove hijerarhije) omogućiti prolazak kroz sve elemente rekurzivne strukture podataka i nad pojedinim elementima izvršiti operacije specifične za taj element.

Kratak opis problema

Kompajler vrši uobičajeno transformaciju programa u neku internu strukturu podataka.(najčešće sintaksno stablo).

Kreiranje sintaksnog stabla je tek početak prevođenja programa.

Kompajler prolazi kroz stablo i generiše mašinski kod.
Optimizujući kompajler , takođe prođe kroz stablo i zameni delove stabla nekim drugim delovima.
Da bi se olakšalo testiranje, zgodno je obezbediti mehanizam koji prolazi kroz stablo i štampa na ekranu sve čvorove stabla.
Proveravanje korektnosti programa takođe zahteva prolazak kroz stablo.

Svi ovi problemi imaju jednu zajedničku crtu: kompajler prolazi kroz sve delove stabla i uradi nešto nad njima.

Ideja1 (intuitivni prilaz problemu ): Neka je Cvor osnovna klasa koja reprezentuje čvor sintaksnog stabla. Ideja je deklarisati metod u klasi Cvor , koji obavlja željenu operaciju na čvoru u stablu, a onda u svim podklasama se može redefinisati ovaj metod da obavi operaciju koja odgovara konkretnom čvoru.

Mane ideje 1:

prilično komplikovana implementacija u slučaju da je hijerarhija klasa velika i da postoji potreba za obavljanjem mnogo različitih operacija nad elementima strukture podataka (generisanje koda, štampanje, optimizacije...)
otežano održavanje programa

Ideja2 = VISITOR DP

Dijagram prikaz

Mehanizam ideje 2:

Kreirati apstraktnu klasu koja definiše generalni izgled "posetioca".



public abstract class Visitor{

     public void Obrada(Cvor c);

     public void Obrada(Izraz i);

. . . 

}

I , naravno, svakoj klasi u hijerarhiji dodati metod koji omogućava "posetiocu" da "poseti" dati element i prosledi mu sve potrebne informacije:



public void Visit(Visitor v) {

     v.Obrada(this); }

Na primer, ako se želi odštampati sintaksno stablo i ako promenljiva root sadrži koren stabla onda se preduzima:


Visitor v = new Stampati();

 root.Visit(v);

gde implementacija "posetioca" za štampanje sintaksnog stabla:

public class Stampati extends Visitor {

    public void Obrada(Izraz i) {

       i.expr.Visit(this);

     System.out.println(";"); }

 


   public void Obrada(AditivniIzraz i) {

        System.out.print("(");

      i.left.Visit(this);

      System.out.print(" + ");

      i.right.Visit(this);

      System.out.print(")"); }

 ...


}

Prednosti primene Visitor DP-a

kompletan kod koji definiše operacije nad pojedinačnim elementima definisan je na jednom mestu (Stampati).
mogućnost jednostavnih modifikacija(u smislu dodavanja novih operacija)
Npr. ako postoji potreba za operacijom koja radi sve kao i Stampatii, samo što npr. kod dodeljivanja ne štampa "=" nego "->", dovoljno je definisati podklasu klase Stampati i u njoj redefinisati metod Obrada(VisitorOznacavanja). Ali, kod Visitor-a, nekada nije dovoljno definisati novu operaciju samo dodavanjem novog posetioca, već je za dodavanje nove operacije nužno promeniti više klasa (npr. ako je funkcionalnost takva da je raspoređena u više klasa, onda se menja svaka od klasa).
poseta različitih hijerarhija klasa je osobina Visitor-a da može da "poseti" objekte koji nemaju zajedničku roditeljsku klasu (što, na primer, nije svojstvo Iterator DP).
grupisanjem srodnih, a razdvajanjem različitih operacija, moguĆe je da se svaka struktura podtaka, specifična za algoritam sakrije u posetiocu. Jer, srodno ponašanje se grupiše u posetiocu, umesto da se raspoređuje u klase koje definišu strukturu podataka. Različiti skupovi ponašanja bivaju razdvojeni u sopstvene klase posetilaca, čime se pojednostavljuju klase koje definišu elemente, kao i algoritmi definisani u visitor-ima.
tokom "posete" elemenata strukture objekata, Visitor akumulira izvesna stanja. Ako li se ne koristi Visitor, onda bi operacije akumuliranja stanja obavljale globalne promenljive, ili bi se kao dodatni argument operacijama koje vrše obilazak, predavalo stanje.

Mana Visitor Dp-a

Visitor DP nije naročito pogodan u situacijama kada se hijerarhija klasa koje čine elemente strukture podataka često menja u toku razvoja programa.

Npr. kada bi morala da se doda neka klasa u Cvor hijerarhiji, npr.BitwiseIzraz, tada bi bilo nužno promeniti svaku klasu u Visitor hijerarhiji i definisati metod Obrada(BitwiseIzraz i) u svakoj od tih klasa.

Primeri korišćenja Visitor DP-a

Mark Linton je osmislio ime "visitor" u specifikaciji "Fresco Application Toolkit" (kompanija X Consortium) iz januara 1993.
Jslint je alatka koja statistički skanira Java kod ne bi li našla mesta osetljiva po pitanju sigurnosti. Sami autori su predložili da pošto Jslint parsira source datoteku u sintaksno drvo, onda ono može da se obilazi koriščenjem Visitor design pattern-a. Ovaj pattern enkapsulira svaku operaciju nad sintaksnim drvetom u jedan objekat nazvan Visitor, dozvoljavajući korisnicima da definišu nove operacije nad drvetom bez izmene elemenata drveta. Na taj način se enkodira svaka (sigurnosna) rupa u jedan Visitor koji obilazi drvo raščlanjivanja tragajuci za instancama koje su sporne.
Sama alatka Jslint može da se modifikuje da skanira kod na drugim jezicima putem ova tri koraka:
1. zameniti Java gramatiku
2. napisati novi skup Visitor klasa
3. dodati novi korisnički interfejs
Jedna od primena Visitor DP-a je u okviru grep usluga nekih softverskih proizvoda, koji u fajlu pretražuju zadati string.
Visitor DP (sa metodima accept() i visitConcreteElement() ) je još jedan od mehanizama koji omogućuju eliminaciju naredbi višestrukog granjanja.
Klasa visitor-a se sreće i kod Smalltalk-80 pod imenom ProgramNodeEnumerator koja se upotrebljava za algoritme koji vrše ispitivanja izvornog koda.

Bliski DP

Interpretator DP
Visitor DP se može iskoristiti radi obavljanja interpretacije.

Composite DP
U sistemu koji koristi Composite DP može da se upotrebi Visitor DP da bi se obavile operacije nad pojedinačnim komponentama.

← Singleton DP

Uvod

Iterator DP →