Visitor-Idee

Beginner Algorithmen und Datenstrukturen Deutsch

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Created by Best · 16.08.2026 at 09:13 UTC

Das Visitor-Muster trennt Strukturtraversal von Operationen: Elemente accept(visitor), der Visitor definiert visit-Methoden pro Knotentyp.

Nützlich, wenn viele Operationen auf stabilen Strukturen laufen (Compiler-ASTs, Dokumentbäume).

Operation von Struktur trennen: ElementVisitor [1].

Wo gebraucht

Compiler-Frontends, Serialisierung über AST, Operationen über stabile Objektgraphen ohne die Knotentypen ständig zu öffnen.

Vertiefung

Das Visitor-Muster legt Operationen in Besucherklassen ab, während die Elemente einer heterogenen Struktur eine accept-Methode bereitstellen. Durch den Aufruf visitor.visit(this) wird sowohl der konkrete Besuchertyp als auch der konkrete Elementtyp in die Methodenauswahl einbezogen.

Neue Operationen lassen sich ergänzen, ohne jede Elementklasse mit weiterer Fachlogik zu füllen. Neue Elementtypen sind dagegen teuer, weil alle vorhandenen Visitor-Schnittstellen und Implementierungen erweitert werden müssen. Das Muster passt daher zu stabilen Elementhierarchien mit wechselnden Auswertungen.

Schwierigkeitsstufen

accept und visit in einem kleinen Klassenmodell verfolgen.
Double Dispatch gegenüber einfachem Überschreiben erklären.
Erweiterungskosten für neue Operationen und neue Elemente vergleichen.

Fallstricke

Ein Visitor ist nicht bloss eine Sammlung von instanceof-Abfragen. Werden solche Fallunterscheidungen zentral beibehalten, gehen Typsicherheit und der eigentliche Dispatch-Vorteil verloren.

Sources

[1]https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api/java.compiler/javax/lang/model/element/ElementVisitor.html Return to text

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Tasks

Question 1

Was entkoppelt das Visitor-Muster?

HashCode und equals

Objektstruktur und darauf ausgeführte Operationen

Nur Threads und GC

Nur Arrays und Listen

Question 2

Für welche Entwicklung ist das Visitor-Muster besonders passend?

Die Elementtypen bleiben stabil, aber neue Auswertungen kommen häufig hinzu.

Jede Woche kommen viele neue Elementtypen hinzu, Operationen ändern sich nie.

Es existiert genau ein Elementtyp und keine weitere Operation.

Alle Typinformationen sollen vollständig ignoriert werden.

Question 3

Implementiere accept in Num und Add. EvalVisitor soll Ausdrücke aus Zahlen und Additionen auswerten.

Hint

Jede accept-Methode ruft die passende überladene visit-Methode auf. Felder der besuchten Objekte sind über den Parameter erreichbar.

interface Expr {
  int accept(Visitor visitor);
}

interface Visitor {
  int visit(Num num);
  int visit(Add add);
}

class Num implements Expr {
  final int value;
  Num(int value) { this.value = value; }

  public int accept(Visitor visitor) {
    // TODO
    return 0;
  }
}

class Add implements Expr {
  final Expr left;
  final Expr right;
  Add(Expr left, Expr right) {
    this.left = left;
    this.right = right;
  }

  public int accept(Visitor visitor) {
    // TODO
    return 0;
  }
}

class EvalVisitor implements Visitor {
  public int visit(Num num) {
    // TODO
    return 0;
  }

  public int visit(Add add) {
    // TODO
    return 0;
  }
}

Starter code is prefilled; replace TODO blocks with your solution.

Runtime output (stdout/stderr)

1 test case will be used for grading

Run checks runtime behavior only. Final correctness is evaluated when you submit.

Card Info

Topic: Algorithmen und Datenstrukturen
Difficulty: Beginner
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