概要

Visitor（ビジター）パターンは、
データ構造を変更せずに、さまざまな操作（処理）を要素に対して適用できるようにする設計パターンである。

要素構造（ノードやオブジェクト）と処理ロジック（操作）を分離することで、新しい処理を追加しやすく、構造に手を加えずに振る舞いを拡張できる。

1. なぜVisitorが必要か？

❌ 処理を要素内部に詰め込むと、機能追加のたびに構造をいじる羽目になる

class Node:
    def render(self): ...
    def export(self): ...
    def validate(self): ...

→ 単一責任が崩れ、要素側が過剰に肥大化する

✅ Visitorに処理を分離し、要素はそれを受け入れるだけの構造にする

node.accept(visitor)

→ 処理ロジックは外部化され、構造に手を加えずに拡張が可能

2. 基本構造

✅ Visitorインターフェース

class Visitor:
    def visit_file(self, element):
        raise NotImplementedError

    def visit_folder(self, element):
        raise NotImplementedError

✅ Element（訪問される側）

class Element:
    def accept(self, visitor: Visitor):
        raise NotImplementedError

✅ ConcreteElement（構造を持つオブジェクト）

class File(Element):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_file(self)

class Folder(Element):
    def __init__(self, name, children=None):
        self.name = name
        self.children = children or []

    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_folder(self)

✅ ConcreteVisitor（具体的な操作）

class ExportVisitor(Visitor):
    def visit_file(self, element):
        print(f"[Exporting file] {element.name}")

    def visit_folder(self, element):
        print(f"[Exporting folder] {element.name}")
        for child in element.children:
            child.accept(self)

✅ 使用例

root = Folder("root", [
    File("a.txt"),
    File("b.txt"),
    Folder("sub", [File("c.txt")])
])

visitor = ExportVisitor()
root.accept(visitor)

出力:

[Exporting folder] root  
[Exporting file] a.txt  
[Exporting file] b.txt  
[Exporting folder] sub  
[Exporting file] c.txt

3. Python的応用：`singledispatchmethod` による簡易Visitor

from functools import singledispatchmethod

class Visitor:
    @singledispatchmethod
    def visit(self, arg):
        raise NotImplementedError

    @visit.register
    def _(self, arg: File):
        print(f"[ファイル処理] {arg.name}")

    @visit.register
    def _(self, arg: Folder):
        print(f"[フォルダ処理] {arg.name}")
        for c in arg.children:
            self.visit(c)

→ 型ベースで処理を分岐させ、構文的Visitorパターンを構成

4. 実務ユースケース

✅ AST（抽象構文木）に対する変換・解析

→ PythonのAST、SQL構文、Markdownの解析などに応用

✅ ファイルシステムの操作（検証・エクスポート・変換）

→ ディレクトリ構造に対して、目的ごとのVisitorを適用

✅ UIツリーへの処理適用（検証、描画、トラバース）

→ DOM操作やカスタム描画処理の分離

✅ DSL（ドメイン言語）のインタプリタ・トランスパイラ構築

→ 各ノード型に対して意味論的処理を定義

5. よくある誤用と対策

❌ VisitorがElementに過剰に依存して型結合する

→ ✅ Visitorの設計は拡張に留め、Element側を柔らかく保つ

❌ 処理の追加は簡単だが、要素構造の追加が難しくなる

→ ✅ 要素の拡張が必要な場合はBuilderやCompositeと併用

❌ accept() が単なる `visitor.visit(self)` の機械的な呼び出しに留まる

→ ✅ 自己参照や再帰構造を活用し、ツリー構造に合わせて設計する

結語

Visitorパターンとは、“構造と処理を分離し、異なるロジックを外部から柔軟に注入する設計”である。

構造はそのままに、処理を増やすことが容易
AST・ファイル・UI・ドキュメントなど、ツリー構造を対象にした汎用的パターン
Pythonでは accept() メソッドと @singledispatchmethod により、シンプルかつ強力に表現可能

Pythonicとは、“構造に触れず、振る舞いだけを変えること”。
Visitorパターンはその処理の知性を、設計の柔軟性として昇華する技法である。