Назначение

Описывает операцию, выполняемую с каждым объектом из некоторой структуры. Паттерн посетитель позволяет определить новую операцию, не изменяя классы этих объектов.

Применимость

Используйте паттерн посетитель, когда:

• в структуре присутствуют объекты многих классов с различными интерфейсами и вы хотите выполнять над ними операции, зависящие от конкретных классов;
• над объектами, входящими в состав структуры, надо выполнять разнообразные, не связанные между собой операции и вы не хотите "засорять" классы такими операциями. Посетитель позволяет объединить родственные операции, поместив их в один класс. Если структура объектов является общей для нескольких приложений, то паттерн посетитель позволит в каждое приложение включить только относящиеся к нему операции;
• классы, устанавливающие структуру объектов, изменяются редко, но новые операции над этой структурой добавляются часто. При изменении классов, представленных в структуре, нужно будет переопределить интерфейсы всех посетителей, а это может вызвать затруднения. Поэтому если классы меняются достаточно часто, то, вероятно, лучше определить операции прямо в них.

Структура

Участники

• Visitor - посетитель - объявляет операцию visit для каждого класса ConcreteElement в структуре объектов. Имя и сигнатура этой операции идентифицируют класс, который посылает посетителю запрос visit. Это позволяет посетителю определить, элемент какого конкретного класса он посещает. Владея такой информацией, посетитель должен обращаться к объекту напрямую через его интерфейс;
• ConcreteVisitor - конкретный посетитель - реализует все операции объявленные в классе Visitor. Каждая операция реализует фрагмент алгоритма, определенного для соответствующего объекта в структуре. Класс ConcreteVisitor предоставляет контекст для этого алгоритма и сохраняет его локальное состояние. Часто в этом состоянии аккумулируются результаты, полученные в процессе обхода структуры;
• Element - элемент - определяет операцию accept, которая принимает посетителя в качестве аргумента;
• ConcreteElement - конкретный элемент - реализует операцию accept, принимающую посетителя как аргумент;
• ObjectStructure - структура объектов:
  • может перечислить свои элементы;
  • может предоставить посетителю высокоуровневый интерфейс для посещения своих элементов;
  • может быть как составным объектом (см. паттерн компоновщик), так и коллекцией, например списком или множеством.

Результаты

• упрощает добавление новых операций. С помощью посетителей легко добавлять операции, зависящие от компонентов сложных объектов. Для определения новой операции над структурой объектов достаточно просто ввести нового посетителя. Напротив, если функциональность распределена по нескольким классам, то для определения новой операции придется изменить каждый класс;
• объединяет родственные операции и отсекает те, которые не имеют к ним отношения. Родственное поведение не разносится по всем классам, присутствующим в структуре объектов, оно локализовано в посетителе. Не связанные друг с другом функции распределяются по отдельным подклассам класса Visitor. Это способствует упрощению как классов, определяющих элементы, так и алгоритмов, инкапсулированных в посетителях. Все относящиеся к алгоритму структуры данных можно скрыть в посетителе;
• добавление новых классов ConcreteElement затруднено. Паттерн посетитель усложняет добавление новых подклассов класса Element. Каждый новый конкретный элемент требует объявления новой абстрактной операции в классе Visitor, которую нужно реализовать в каждом из существующих классов ConcreteVisitor. Иногда большинство конкретных посетителей могут унаследовать операцию по умолчанию, предоставляемую классом Visitor, это скорее исключение, чем правило. Поэтому при решении вопроса о том, стоит ли использовать паттерн посетитель, нужно прежде всего посмотреть, что будет изменяться чаще: алгоритм применяемый к объектам структуры, или классы объектов, составляющих эту структуру. Вполне вероятно, что сопровождать иерархию классов Visitor будет нелегко, если новые классы ConcreteElement добавляются часто. В таких случаях проще определить операции прямо в классах, представленных в структуре. Если же иерархия классов Element стабильна, но постоянно расширяется набор операций или модифицируются алгоритмы, то паттерн посетитель поможет лучше управлять такими изменениями;
• аккумулирование состояния. Посетители могут аккумулировать информацию о состоянии при посещении объектов структуры. Если не использовать этот паттерн, состояние придется передавать в виде дополнительных аргументов операций, выполняющих обход, или хранить в глобальных переменных;
• нарушение инкапсуляции. Применение посетителей подразумевает, что у класса ConcreteElement достаточно развитый интерфейс для того, чтобы посетители могли справиться со своей работой. Поэтому при использовании данного паттерна приходится предоставлять открытые операции, для доступа к внутреннему состоянию элементов, что ставит по угрозу инкапсуляцию.