[Design Pattern] Visitor Pattern - 방문자 패턴

Visitor Pattern

Visitor Pattern은 데이터 구조와 처리를 분리하는 패턴입니다.

• 데이터 구조 안에 많은 요소가 저장되어 있고, 그 각 요소에 데하여 무엇인가 처리해 나간다고 할때, 이때 그 처리의 코드는 어디에 써야 할지 고민이 됩니다.
• 일반적으로 생각하면 데이터 구조를 표시하고 있는 클래스 안에 기술 해야 합니다.
• 하지만, 만약 그 처리가 여러 종류라면 새로운 처리가 필요할 때마다 데이터 구조의 클래스를 수정해야 합니다.

요소들의 클래스를 변경하지 않고 새로운 작업을 추가할 수 있게 해주는 디자인 패턴입니다.
객체 구조를 변경하지 않고도 새로운 작업을 쉽게 추가할 수 있도록 합니다.

• Visitor 패턴은 객체의 구조가 안정적이지만 객체에 수행할 작업은 자주 바뀌는 경우에 사용하면 유용합니다.
• 객체 구조가 자주 변경되지 않는 경우: 객체구조, 즉 상태 변수들의 변화가 적을 때.
• 객체 구조에 여러 다른 연산이 필요한 경우: 각 연산을 객체에 추가하는 대신 Visitor 패턴을 사용하면 각 연산을 별도의 Visitor 클래스로 캡슐화 할 수 있습니다.
• 다양한 연산이 객체의 타입에 따라 달라지는 경우: Visitor 패턴을 사용하면 각 타입에 맞는 연산을 쉽게 정의할 수 있습니다.
• 클래스가 많고 연산이 많아질 때: 클래스의 수가 많고 그 클래스들에 대해 수행해야 하는 연산이 많아질 때, 각 클래스에 연산을 추가하는 것은 유지보수와 확장성 측면에서, Visitor 패턴을 사용하면 연산을 독립적인 클래스로 분리하여 관리할 수 있습니다.

 

• Element: 작업을 받아들이는 객체 구조의 구성 요소이며, 각 요소 클래스는 accept() 메서드를 구현합니다.
• Visitor: 객체 구조의 요소들에 대해 수행할 작업을 정의하는 API이며, 각 요소 타입별로 방문 메서드를 정의합니다.
• Concrete Element: 실제 객체 구조의 요소로, accept 메서드를 구현하여 방문자를 받아들입니다.
• Concrete Visitor: Visitor 인터페이스를 구현하여 각 요소에 대해 특정 작업을 수행합니다.

 

알고리즘을 Object Structure로 부터 분리하는 방법

• 기존에는 Object 내부에서 Algorithm을 수행합니다.
• Visitor Pattern은 이 Object를 다루는 Algorithm을 분리합니다.

이미 존재하는 클래스나 Object 수정 없이 새로운 Algorithm을 기존 Object에 적용 가능 합니다.

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Visitor Pattern Example

• 내부 구조인 name, age를 출력하는 함수는 없습니다. (Algorithm이 없습니다)
• 내부 구조를 출력하고 싶다면 새로운 함수 정의하는 방법도 있지만 Cat class를 수정하지 않는 상태로 출력하고 싶다면 Visitor Pattern을 사용할 수 있습니다.

 

Visitor Pattern 코드 구조

Cat class

• Speak(): "meow"를 출력합니다.
• Accept(): visitor를 받아들이는 함수입니다.
• Attributes: name, age

Visitor class

• Visit()

NameVisitor class

• Visitor class 을 상속받습니다.
• Visit(): name을 출력하는 함수입니다.

AgeVisitor class

• Visitor class 을 상속받습니다.
• Visit(): age를 출력하는 함수입니다.

 

class Cat:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def speak(self):
        print("meow")

    def accept(self, visitor: Visitor):
        print("use implementation of visitor")
        visitor.visit(self)

• Cat class
  • init
    • 내부 구조로 name, age가 존재합니다.
  • Speak()
    • "meow"를 출력합니다.
  • Accept()
    • Visitor를 수락하는 함수입니다.
    • Argument로 받은 visitor의 visit함수를 호출하고 그 argument로 자신인 self를 넘겨줍니다.

 

kitty = Cat("kitty", 3)
kitty.speak()

• name: ‘kitty’, age: 3인 Cat object를 생성합니다.
• kitty의 speak() 호출하면 “meow”를 출력합니다.

 

name_visitor = NameVisitor()
kitty.accept(name_visitor)

• name 출력해주는 Namevisitor object인 name_visitor 를 생성합니다.
• kitty의 accept 함수의 인자로 name_visitor 를 넘겨줍니다.
• kitty name인 “kitty” 를 출력합니다.

 

age_visitor = AgeVisitor()
kitty.accept(age_visitor)

• age 출력해주는 Agevisitor object인 age_visitor 를 생성합니다.
• kitty의 accept 함수의 인자로 age_visitor 를 넘겨줍니다.
• kitty age인 “3” 을 출력합니다.