Paindliku puu läbimise avamine: sügav sukeldumine generilisse külastajamustrisse

Tarkvaratehnika maailmas puutume sageli kokku hierarhilistes, puutaolistes struktuurides organiseeritud andmetega. Alates abstraktsetest süntaksipuudest (AST), mida kompilaatorid kasutavad meie koodi mõistmiseks, kuni veebi toitva dokumendiobjektimudelini (DOM) ja isegi lihtsate failisüsteemideni – puud on kõikjal. Nende struktuuridega töötamisel on põhiülesanne läbimine: iga sõlme külastamine mingi toimingu tegemiseks. Väljakutse on aga seda teha puhtal, hooldataval ja laiendataval viisil.

Traditsioonilised lähenemised paigutavad operatsioonilise loogika sageli otse sõlmeklassidesse. See viib monoliitse, tihedalt seotud koodini, mis rikub tarkvara disainipõhimõtteid. Uue operatsiooni, näiteks ilukirjutaja või validaatori lisamine sunnib teid muutma iga sõlmeklassi, muutes süsteemi hapraks ja raskesti hooldatavaks.

Klassikaline külastaja disainimuster pakub võimsat lahendust, eraldades algoritmid objektidest, millega need töötavad. Kuid isegi klassikalisel mustril on oma piirangud, eriti mis puudutab laiendatavust. Siin tuleb mängu generiline külastajamuster, eriti puu läbimise korral. Kasutades ära kaasaegsete programmeerimiskeelte funktsioone, nagu generikud, mallid ja variandid, saame luua väga paindliku, taaskasutatava ja võimsa süsteemi mis tahes puustruktuuri töötlemiseks.

See sügav sukeldumine juhatab teid teekonnal klassikalisest külastajamustrist keeruka generilise implementatsioonini. Me uurime:

• Klassikalise külastajamustri ja selle kaasnevate väljakutsete meeldetuletust.
• Generilise lähenemise arengut, mis eraldab operatsioone veelgi.
• Üksikasjalikku, samm-sammult generilise puu läbimise külastaja implementatsiooni.
• Läbimise loogika eraldamise operatsioonilisest loogikast sügavaid eeliseid.
• Reaalmaailma rakendusi, kus see muster pakub tohutut väärtust.

Olenemata sellest, kas ehitate kompilaatorit, staatilise analüüsi tööriista, kasutajaliidese raamistikku või mis tahes süsteemi, mis tugineb keerulistele andmestruktuuridele, tõstab selle mustri omandamine teie arhitektuurilist mõtlemist ja koodi kvaliteeti.

Klassikalise külastajamustri uuesti vaatamine

Enne kui saame hinnata generilist arengut, peame kindlalt mõistma selle aluseid. Külastajamuster, nagu seda kirjeldas "Neliku Jõuk" oma teedrajavas raamatus Disainimustrid: taaskasutatavate objektorienteeritud tarkvara elemendid, on käitumuslik muster, mis võimaldab lisada uusi operatsioone olemasolevatele objektistruktuuridele neid struktuure muutmata.

Probleem, mida see lahendab

Kujutage ette, et teil on lihtne aritmeetiline avaldise puu, mis koosneb erinevatest sõlmetüüpidest, näiteks NumberNode (literaalväärtus) ja AdditionNode (esindades kahe alamavalduse liitmist). Selle puuga võite soovida teha mitmeid erinevaid toiminguid:

• Hindamine: Arvutage avaldise lõplik numbriline tulemus.
• Ilukirjutus: Genereerige inimesele loetav stringiesitus, nagu "(5 + 3)".
• Tüübikontroll: Kontrollige, kas toimingud on seotud tüüpide jaoks kehtivad.

Naiivne lähenemine oleks lisada meetodid nagu `evaluate()`, `print()` ja `typeCheck()` baas `Node` klassi ja kirjutada need igas konkreetses sõlmeklassis üle. See paisutab sõlmeklasse mitteseotud loogikaga. Iga kord, kui loote uue operatsiooni, peate puudutama igat üksikut sõlmeklassi hierarhias. See rikub avatuse/suletuse printsiipi, mis ütleb, et tarkvarakomponendid peaksid olema avatud laiendamiseks, kuid suletud muutmiseks.

Klassikaline lahendus: kahekordne dispetšeerimine

Külastajamuster lahendab selle probleemi, tutvustades kahte uut hierarhiat: külastaja hierarhiat ja elemendi hierarhiat (meie sõlmed). Maagia peitub tehnikas nimega kahekordne dispetšeerimine.

Peamised osalised on:

• Elemendi liides (nt `Node`): Määratleb meetodi `accept(Visitor v)`.
• Konkreetsed elemendid (nt `NumberNode`, `AdditionNode`): Implementeerivad meetodi `accept`. Implementatsioon on lihtne: `visitor.visit(this);`.
• Külastaja liides: Deklareerib ülekoormatud meetodi `visit` iga konkreetse elemendi tüübi jaoks. Näiteks `visit(NumberNode n)` ja `visit(AdditionNode n)`.
• Konkreetne külastaja (nt `EvaluationVisitor`, `PrintVisitor`): Implementeerib `visit` meetodid spetsiifilise operatsiooni sooritamiseks.

Nii see töötab: Te kutsute `node.accept(myVisitor)`. Meetodi `accept` sees kutsub sõlm `myVisitor.visit(this)`. Sel hetkel teab kompilaator `this` konkreetset tüüpi (nt `AdditionNode`) ja `myVisitor` konkreetset tüüpi (nt `EvaluationVisitor`). Seega saab see dispetšeerida õigele `visit` meetodile: `EvaluationVisitor::visit(AdditionNode*)`. See kaheetapiline kutse saavutab selle, mida üks virtuaalfunktsiooni kutse ei suuda: õige meetodi lahendamise kahe erineva objekti käitusaegsete tüüpide põhjal.

Klassikalise mustri piirangud

Ehkki elegantne, on klassikalisel külastajamustril märkimisväärne puudus, mis takistab selle kasutamist arenevates süsteemides: jäikus elemendihierarhias.

The `Visitor` liides sisaldab meetodit `visit` iga `ConcreteElement` tüübi jaoks. Kui soovite lisada uue sõlmetüübi – näiteks `MultiplicationNode` –, peate lisama uue meetodi `visit(MultiplicationNode n)` baas `Visitor` liidesele. See sunnib teid uuendama iga olemasolevat konkreetset külastajaklassi oma süsteemis, et see uus meetod implementeerida. Probleem, mille lahendasime uute operatsioonide lisamisel, ilmub nüüd uuesti uute elemenditüüpide lisamisel. Süsteem on operatsioonide poolel muudatusteks suletud, kuid elemendi poolel täiesti avatud.

See tsükliline sõltuvus elemendihierarhia ja külastajahierarhia vahel on peamine motivatsioon paindlikuma, generilise lahenduse otsimiseks.

Generiline areng: paindlikum lähenemine

Klassikalise mustri põhipuudus on külastajaliidese ja konkreetsete elemenditüüpide vaheline staatiline, kompileerimisaegne side. Generiline lähenemine püüab seda sidet murda. Põhiidee on nihutada õige käsitlemisloogika dispetšeerimise vastutus eemale ülekoormatud meetodite jäigast liidesest.

Kaasaegne C++ oma võimsa malli-metaprogrammeerimise ja standardteegi funktsioonidega, nagu `std::variant`, pakub erakordselt puhtat ja tõhusat viisi selle implementeerimiseks. Sarnase lähenemise saab saavutada ka keeltes nagu C# või Java, kasutades refleksiooni või generilisi liideseid, kuigi potentsiaalsete jõudluskuludega.

Meie eesmärk on luua süsteem, kus:

1. Uute sõlmetüüpide lisamine on lokaliseeritud ega nõua muutuste kaskaadi kõigis olemasolevates külastajaimplementatsioonides.
2. Uute operatsioonide lisamine jääb lihtsaks, kooskõlas külastajamustri algse eesmärgiga.
3. Läbimise loogika ise (nt eeljärjestuses, järeljärjestuses) saab defineerida generiliselt ja taaskasutada mis tahes operatsiooni jaoks.

See kolmas punkt on meie "Puu läbimise tüübi implementatsiooni" võti. Me ei eralda mitte ainult operatsiooni andmestruktuurist, vaid eraldame ka läbimise toimingu opereerimise toimingust.

Generilise külastaja implementeerimine puu läbimiseks C++-is

Me kasutame kaasaegset C++-i (C++17 või uuemat) oma generilise külastajate raamistiku loomiseks. `std::variant`, `std::unique_ptr` ja mallide kombinatsioon annab meile tüübiohutu, tõhusa ja väga ekspressiivse lahenduse.

Samm 1: Puu sõlme struktuuri defineerimine

Esmalt defineerime oma sõlmetüübid. Traditsioonilise pärandihierarhia asemel virtuaalse `accept` meetodiga defineerime oma sõlmed lihtsate struktuuridena. Seejärel kasutame `std::variant` abil summatüübi loomist, mis suudab hoida mis tahes meie sõlmetüüpi.

Rekursiivse struktuuri (puu, kus sõlmed sisaldavad teisi sõlmi) võimaldamiseks vajame kaudse viite kihti. `Node` struktuur ümbritseb varianti ja kasutab oma alamate jaoks `std::unique_ptr`-i.

Fail: `Nodes.h`

#include <memory> #include <variant> #include <vector> // Põhisõlme ümbrise edasi deklareerimine struct Node; // Konkreetsete sõlmetüüpide defineerimine lihtsate andmekogumitena struct NumberNode {     double value; }; struct BinaryOpNode {     enum class Operator { Add, Subtract, Multiply, Divide };     Operator op;     std::unique_ptr<Node> left;     std::unique_ptr<Node> right; }; struct UnaryOpNode {     enum class Operator { Negate };     Operator op;     std::unique_ptr<Node> operand; }; // Kasutage std::variant kõigi võimalike sõlmetüüpide summatüübi loomiseks using NodeVariant = std::variant<NumberNode, BinaryOpNode, UnaryOpNode>; // Põhisõlme struktuur, mis ümbritseb varianti struct Node {     NodeVariant var; };

See struktuur on juba tohutu edasiminek. Sõlmetüübid on lihtsad vanad andmestruktuurid. Neil pole aimugi külastajatest ega operatsioonidest. `FunctionCallNode` lisamiseks defineerite lihtsalt struktuuri ja lisate selle `NodeVariant` aliasele. See on andmestruktuuri enda jaoks üksainus muutumispunkt.

Samm 2: Generilise külastaja loomine `std::visit` abil

The `std::visit` utiliit on selle mustri nurgakivi. See võtab kutsutava objekti (nagu funktsioon, lambda või objekt `operator()`-ga) ja `std::variant` ning kutsub kutsutava õiget ülelaadimist variandis praegu aktiivse tüübi alusel. See on meie tüübiohutu, kompileerimisaegne kahekordse dispetšeerimise mehhanism.

Külastaja on nüüd lihtsalt struktuur, millel on ülelaaditud `operator()` iga variandi tüübi jaoks.

Loome lihtsa ilukirjutaja külastaja, et seda praktikas näha.

Fail: `PrettyPrinter.h`

#include "Nodes.h" #include <string> #include <iostream> struct PrettyPrinter {     // Ülelaadimine NumberNode'i jaoks     void operator()(const NumberNode& node) const {         std::cout << node.value;     }     // Ülelaadimine UnaryOpNode'i jaoks     void operator()(const UnaryOpNode& node) const {         std::cout << "(-";         std::visit(*this, node.operand->var); // Rekursiivne külastus         std::cout << ")";     }     // Ülelaadimine BinaryOpNode'i jaoks     void operator()(const BinaryOpNode& node) const {         std::cout << "(";         std::visit(*this, node.left->var); // Rekursiivne külastus         switch (node.op) {             case BinaryOpNode::Operator::Add: std::cout << " + "; break;             case BinaryOpNode::Operator::Subtract: std::cout << " - "; break;             case BinaryOpNode::Operator::Multiply: std::cout << " * "; break;             case BinaryOpNode::Operator::Divide: std::cout << " / "; break;         }         std::visit(*this, node.right->var); // Rekursiivne külastus         std::cout << ")";     } };

Pange tähele, mis siin toimub. Läbimise loogika (laste külastamine) ja operatsiooniline loogika (sulgude ja operaatorite printimine) on segatud `PrettyPrinter`i sisse. See on funktsionaalne, kuid me saame teha veelgi paremini. Me saame eraldada mida kuidas-st.

Samm 3: Etenduse täht – Generiline puu läbimise külastaja

Nüüd tutvustame põhikontseptsiooni: taaskasutatavat `TreeWalker`-it, mis kapseldab läbimise strateegia. See `TreeWalker` on ise külastaja, kuid selle ainus ülesanne on puu läbimine. See võtab vastu teisi funktsioone (lambdasid või funktsiooniobjekte), mida täidetakse läbimise konkreetsetel hetkedel.

Me saame toetada erinevaid strateegiaid, kuid tavaline ja võimas on pakkuda haake "eelkülastuseks" (enne laste külastamist) ja "järelkülastuseks" (pärast laste külastamist). See vastab otseselt eeljärjestuse ja järeljärjestuse läbimise toimingutele.

Fail: `TreeWalker.h`

#include "Nodes.h" #include <functional> template <typename PreVisitAction, typename PostVisitAction> struct TreeWalker {     PreVisitAction pre_visit;     PostVisitAction post_visit;     // Baasjuhtum sõlmede jaoks, millel pole lapsi (terminalid)     void operator()(const NumberNode& node) {         pre_visit(node);         post_visit(node);     }     // Juhtum ühe lapsega sõlmede jaoks     void operator()(const UnaryOpNode& node) {         pre_visit(node);         std::visit(*this, node.operand->var); // Rekursioon         post_visit(node);     }     // Juhtum kahe lapsega sõlmede jaoks     void operator()(const BinaryOpNode& node) {         pre_visit(node);         std::visit(*this, node.left->var); // Rekursioon vasakule         std::visit(*this, node.right->var); // Rekursioon paremale         post_visit(node);     } }; // Abifunktsioon walker'i loomise lihtsustamiseks template <typename Pre, typename Post> auto make_tree_walker(Pre pre, Post post) {     return TreeWalker<Pre, Post>{pre, post}; }

See `TreeWalker` on eraldamise meistriteos. See ei tea midagi printimisest, hindamisest ega tüübikontrollist. Selle ainus eesmärk on teostada puu sügavuti läbimine ja kutsuda etteantud haake. `pre_visit` toiming täidetakse eeljärjestuses ja `post_visit` toiming täidetakse järeljärjestuses. Valides, millist lambdat implementeerida, saab kasutaja teostada mis tahes operatsiooni.

Samm 4: `TreeWalker`i kasutamine võimsate, lahtisidestatud operatsioonide jaoks

Nüüd refaktorime oma `PrettyPrinter`-i ja loome `EvaluationVisitor`-i, kasutades meie uut generilist `TreeWalker`-it. Operatsiooniline loogika väljendatakse nüüd lihtsate lambdadena.

Oleku edastamiseks lambda kutsete vahel (nagu hindamisstack), saame muutujaid viitega kinni püüda.

Fail: `main.cpp`

#include "Nodes.h" #include "TreeWalker.h" #include <iostream> #include <string> #include <vector> // Abifunktsioon generilise lambda loomiseks, mis suudab käsitleda mis tahes sõlmetüüpi template<class... Ts> struct Overloaded : Ts... { using Ts::operator()...; }; template<class... Ts> Overloaded(Ts...) -> Overloaded<Ts...>; int main() {     // Ehitame puu avaldisele: (5 + (10 * 2))     auto num5 = std::make_unique<Node>(Node{NumberNode{5.0}});     auto num10 = std::make_unique<Node>(Node{NumberNode{10.0}});     auto num2 = std::make_unique<Node>(Node{NumberNode{2.0}});     auto mult = std::make_unique<Node>(Node{BinaryOpNode{         BinaryOpNode::Operator::Multiply, std::move(num10), std::move(num2)     }});     auto root = std::make_unique<Node>(Node{BinaryOpNode{         BinaryOpNode::Operator::Add, std::move(num5), std::move(mult)     }});     std::cout << "--- Ilukirjutamise operatsioon ---\n";     auto printer_pre_visit = Overloaded {         [](const NumberNode& node) { std::cout << node.value; },         [](const UnaryOpNode&) { std::cout << "(-"; },         [](const BinaryOpNode&) { std::cout << "("; }     };     auto printer_post_visit = Overloaded {         [](const NumberNode&) {}, // Ära tee midagi         [](const UnaryOpNode&) { std::cout << ")"; },         [](const BinaryOpNode& node) {             switch (node.op) {                 case BinaryOpNode::Operator::Add: std::cout << " + "; break;                 case BinaryOpNode::Operator::Subtract: std::cout << " - "; break;                 case BinaryOpNode::Operator::Multiply: std::cout << " * "; break;                 case BinaryOpNode::Operator::Divide: std::cout << " / "; break;             }         }     }; // See ei tööta, kuna lapsed külastatakse eel- ja järelvisiitide vahel. // Täpsustame walkerit, et see oleks in-order printimiseks paindlikum. // Parema lähenemise ilukirjutamiseks pakub "in-visit" haak. // Lihtsuse huvides restruktureerime printimisloogika veidi. // Või veel parem, loome spetsiaalse PrintWalkeri. Jääme praegu eel/järelvisiitide juurde ja näitame hindamist, mis sobib paremini.     std::cout << "\n--- Hindamisoperatsioon ---\n";     std::vector<double> eval_stack;     auto eval_pre_visit = [](const auto&){}; // Ära tee eelkülastusel midagi     auto eval_post_visit = Overloaded {         [&](const NumberNode& node) {             eval_stack.push_back(node.value);         },         [&](const UnaryOpNode& node) {             double operand = eval_stack.back(); eval_stack.pop_back();             eval_stack.push_back(-operand);         },         [&](const BinaryOpNode& node) {             double right = eval_stack.back(); eval_stack.pop_back();             double left = eval_stack.back(); eval_stack.pop_back();             switch(node.op) {                 case BinaryOpNode::Operator::Add: eval_stack.push_back(left + right); break;                 case BinaryOpNode::Operator::Subtract: eval_stack.push_back(left - right); break;                 case BinaryOpNode::Operator::Multiply: eval_stack.push_back(left * right); break;                 case BinaryOpNode::Operator::Divide: eval_stack.push_back(left / right); break;             }         }     };     auto evaluator = make_tree_walker(eval_pre_visit, eval_post_visit);     std::visit(evaluator, root->var);     std::cout << "Hindamise tulemus: " << eval_stack.back() << std::endl;     return 0; }

Vaadake hindamisloogikat. See sobib suurepäraselt järeljärjestuse läbimiseks. Teeme operatsiooni alles pärast seda, kui selle alamate väärtused on arvutatud ja virna lükatud. `eval_post_visit` lambda hõivab `eval_stack`-i ja sisaldab kogu hindamise loogikat. See loogika on täielikult eraldatud sõlme definitsioonidest ja `TreeWalker`-ist. Oleme saavutanud kauni kolmepoolse vastutusalade eraldamise: andmestruktuur (sõlmed), läbimise algoritm (`TreeWalker`) ja operatsiooniloogika (lambdad).

Generilise külastajate lähenemise eelised

See implementatsioonistrateegia pakub märkimisväärseid eeliseid, eriti suurtes, pika elueaga tarkvaraprojektides.

Võrreldamatu paindlikkus ja laiendatavus

See on peamine eelis. Uue operatsiooni lisamine on tühine. Lihtsalt kirjutate uue lambdade komplekti ja annate need `TreeWalker`-ile. Te ei puutu ühtegi olemasolevat koodi. See järgib ideaalselt avatuse/suletuse printsiipi. Uue sõlmetüübi lisamine nõuab struktuuri lisamist ja `std::variant` aliase värskendamist – üks, lokaliseeritud muudatus – ja seejärel külastajate värskendamist, kes peavad seda käsitlema. Kompilaator annab teile abivalmilt teada, millistel külastajatel (ülekoormatud lambdadel) puudub nüüd ülelaadimine.

Parem vastutusalade eraldamine

Oleme eraldanud kolm erinevat vastutust:

• Andmete esitus: `Node` struktuurid on lihtsad, inertsied andmekonteinerid.
• Läbimise mehaanika: Klass `TreeWalker` omab ainuõigust loogikale, kuidas puustruktuuris navigeerida. Saaksite hõlpsasti luua `InOrderTreeWalker`-i või `BreadthFirstTreeWalker`-i, muutmata ühtegi teist süsteemi osa.
• Operatsiooniline loogika: Walkerile edastatud lambdad sisaldavad konkreetse ülesande äri loogikat (hindamine, printimine, tüübikontroll jne).

See eraldamine muudab koodi lihtsamini mõistetavaks, testitavaks ja hooldatavaks. Igal komponendil on üksainus, hästi määratletud vastutus.

Parem taaskasutatavus

`TreeWalker` on lõputult taaskasutatav. Läbimise loogika kirjutatakse üks kord ja seda saab rakendada piiramatule arvule operatsioonidele. See vähendab koodi dubleerimist ja vigade potentsiaali, mis võivad tekkida läbimise loogika uuesti implementeerimisest igas uues külastajas.

Lühike ja väljendusrikas kood

Kaasaegsete C++ funktsioonidega on saadud kood sageli lühem kui klassikaliste külastajate implementatsioonide puhul. Lambdad võimaldavad operatsioonilise loogika defineerimist just seal, kus seda kasutatakse, mis võib parandada lihtsate, lokaliseeritud operatsioonide loetavust. `Overloaded` abistruktuur külastajate loomiseks lambdade komplektist on tavaline ja võimas idioom, mis hoiab külastajate definitsioonid puhtana.

Võimalikud kompromissid ja kaalutlused

Ükski muster pole hõbekuul. Oluline on mõista kaasnevaid kompromisse.

Algseadistuse keerukus

`Node` struktuuri esialgne seadistamine koos `std::variant` ja generilise `TreeWalker`-iga võib tunduda keerulisem kui otsekohene rekursiivne funktsioonikutse. See muster pakub kõige rohkem kasu süsteemides, kus puustruktuur on stabiilne, kuid operatsioonide arv peaks ajas kasvama. Väga lihtsate, ühekordsete puutöötlemisülesannete jaoks võib see olla liigne.

Jõudlus

Selle mustri jõudlus C++-is, kasutades `std::visit`-i, on suurepärane. `std::visit` on tavaliselt kompilaatorite poolt implementeeritud kõrgelt optimeeritud hüppetabeli abil, mis muudab dispetšeerimise äärmiselt kiireks – sageli kiiremaks kui virtuaalfunktsioonide kutsed. Teistes keeltes, mis võivad sarnase generilise käitumise saavutamiseks tugineda refleksioonile või sõnastikupõhistele tüübiotsingutele, võib klassikalise, staatiliselt dispetšeeritud külastajaga võrreldes esineda märgatav jõudluskulu.

Keeleline sõltuvus

Selle konkreetse implementatsiooni elegants ja tõhusus sõltuvad suuresti C++17 funktsioonidest. Kuigi põhimõtted on edasikantavad, erinevad implementatsiooni detailid teistes keeltes. Näiteks Java-s võiks kaasaegsetes versioonides kasutada suletud liidest ja mustrivastavust või vanemates versioonides verbaalsemat kaardipõhist dispetšerit.

Reaalmaailma rakendused ja kasutusjuhud

Generiline külastajamuster puu läbimiseks ei ole ainult akadeemiline harjutus; see on paljude keerukate tarkvarasüsteemide selgroog.

• Kompilaatorid ja interpretaatorid: See on kanooniline kasutusjuhtum. Abstraktne süntaksipuu (AST) läbitakse mitu korda erinevate "külastajate" või "passidega". Semantiline analüüsi pass kontrollib tüübi vigu, optimeerimispass kirjutab puu ümber tõhusamaks ja koodigenereerimispass läbib lõpliku puu masinkoodi või baitkoodi väljastamiseks. Iga pass on eraldi operatsioon samal andmestruktuuril.
• Staatilise analüüsi tööriistad: Tööriistad nagu lintrid, koodivormindajad ja turvaskannerid parsitevad koodi AST-ks ja seejärel käivitavad sellel erinevaid külastajaid, et leida mustreid, jõustada stiilireegleid või tuvastada potentsiaalseid haavatavusi.
• Dokumentide töötlemine (DOM): Kui manipuleerite XML- või HTML-dokumendiga, töötate puuga. Generilist külastajat saab kasutada kõigi linkide ekstraheerimiseks, kõigi piltide teisendamiseks või dokumendi serialiseerimiseks teise vormingusse.
• Kasutajaliidese raamistikud: Kaasaegsed kasutajaliidese raamistikud esindavad kasutajaliidest komponentpuuna. Selle puu läbimine on vajalik renderdamiseks, olekumuudatuste edastamiseks (nagu Reacti rekonsiliatsioonialgoritris) või sündmuste dispetšeerimiseks.
• Stseenigraafikud 3D-graafikas: 3D-stseen on sageli esitatud objektide hierarhiana. Läbimist on vaja transformatsioonide rakendamiseks, füüsikasimulatsioonide sooritamiseks ja objektide renderdamise torustikku esitamiseks. Generiline walker võiks rakendada renderdamisoperatsiooni ja seejärel taaskasutada füüsika värskendamise operatsiooni rakendamiseks.

Järeldus: uus abstraktsioonitase

Generiline külastajamuster, eriti kui see on implementeeritud spetsiaalse `TreeWalker`-iga, esindab võimsat arengut tarkvara disainis. See võtab külastajamustri algse lubaduse – andmete ja operatsioonide eraldamise – ja tõstab selle, eraldades ka keerulise läbimise loogika.

Jaotades probleemi kolmeks eraldiseisvaks, ortogonaalseks komponendiks – andmed, läbimine ja operatsioon – ehitame süsteeme, mis on modulaarsemad, hooldatavamad ja robustsemad. Võimalus lisada uusi operatsioone, muutmata põhilisi andmestruktuure või läbimiskoodi, on tarkvara arhitektuuri jaoks tohutu võit. `TreeWalker`-ist saab taaskasutatav vara, mis suudab toita kümneid funktsioone, tagades, et läbimise loogika on kõikjal, kus seda kasutatakse, järjepidev ja korrektne.

Kuigi see nõuab algset investeeringut mõistmisesse ja seadistamisse, tasub generiline puu läbimise külastajamuster end ära projekti kogu eluea jooksul. Iga arendaja jaoks, kes töötab keeruliste hierarhiliste andmetega, on see oluline tööriist puhta, paindliku ja vastupidava koodi kirjutamiseks.