Visitor Pattern

Visitor Pattern

Visitor Pattern 은 객체 구조와 알고리즘을 분리하는 행위 디자인 패턴이다.
이 패턴의 주요 목적은 기존 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 동작을 추가할 수 있게 하는 것이다.

Visitor Pattern 의 주요 구성 요소

1. Visitor (방문자) 인터페이스:

   • 객체 구조의 각 ConcreteElement 에 대한 visit() 메서드를 선언한다.

2. ConcreteVisitor (구체적인 방문자):

   • Visitor 인터페이스를 구현하여 각 ConcreteElement 에 대한 구체적인 동작을 정의한다.

3. Element (요소) 인터페이스:

   • accept(Visitor) 메서드를 선언하여 Visitor 객체를 받아들인다.

4. ConcreteElement (구체적인 요소):

   • Element 인터페이스를 구현하고, accept() 메서드에서 visitor.visit(this) 를 호출한다.

5. ObjectStructure (객체 구조):

   • Element 객체들의 집합을 관리하고, Visitor 가 각 요소를 방문할 수 있도록 한다.

Visitor Pattern 의 동작 원리

1. Client 가 ConcreteVisitor 객체를 생성하고 ObjectStructure 에 전달한다.
2. ObjectStructure 는 각 Element 에 대해 accept() 메서드를 호출한다.
3. 각 Element 는 visitor.visit(this) 를 호출하여 자신을 방문자에게 전달한다.
4. ConcreteVisitor 는 전달받은 Element 에 대한 특정 동작을 수행한다.

Visitor Pattern 의 장점

1. 새로운 동작 추가가 용이: 새로운 ConcreteVisitor 를 추가하여 기존 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 동작을 추가할 수 있다.
2. 관련 동작 그룹화: 특정 기능과 관련된 코드를 ConcreteVisitor 에 모아 관리할 수 있다.
3. 객체 구조와 알고리즘 분리: 데이터 구조와 처리 로직을 분리하여 단일 책임 원칙을 준수한다.

Visitor Pattern 의 단점

1. 객체 구조 변경의 어려움: 새로운 ConcreteElement 추가 시 모든 Visitor 인터페이스와 구현체를 수정해야 한다.
2. 캡슐화 위반 가능성: Visitor 가 ConcreteElement 의 내부 상태에 접근해야 할 경우 캡슐화가 깨질 수 있다.
3. 복잡성 증가: 객체 간의 상호작용이 복잡해질 수 있어 코드 이해와 유지보수가 어려워질 수 있다.

사용 예시

Visitor Pattern 은 다음과 같은 상황에서 유용하게 사용될 수 있다:

1. 복잡한 객체 구조에 대한 다양한 연산 수행 (예: 파일 시스템 탐색)
2. 컴파일러의 추상 구문 트리 처리
3. 보고서 생성이나 데이터 내보내기 기능 구현
4. GUI 요소에 대한 다양한 동작 정의 (예: 렌더링, 이벤트 처리)

예제 코드

Java

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43

// Element 인터페이스
interface Shape {
    void accept(ShapeVisitor visitor);
}

// ConcreteElement 클래스들
class Circle implements Shape {
    private double radius;
    
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
    
    public double getRadius() {
        return radius;
    }
    
    @Override
    public void accept(ShapeVisitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

// Visitor 인터페이스
interface ShapeVisitor {
    void visit(Circle circle);
    void visit(Rectangle rectangle);
}

// ConcreteVisitor 클래스
class AreaCalculator implements ShapeVisitor {
    @Override
    public void visit(Circle circle) {
        double area = Math.PI * circle.getRadius() * circle.getRadius();
        System.out.println("원의 넓이: " + area);
    }
    
    @Override
    public void visit(Rectangle rectangle) {
        double area = rectangle.getWidth() * rectangle.getHeight();
        System.out.println("직사각형의 넓이: " + area);
    }
}

Python

• 코드에서 ConcreteVisitor1 은 ConcreteElementA 와 ConcreteElementB 를 방문하여 각 요소의 기능을 활용한 연산을 수행한다.
• 새로운 연산을 추가하려면 Visitor 인터페이스를 구현하는 새로운 방문자 클래스를 정의하면 된다.

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51

from abc import ABC, abstractmethod

# Visitor 인터페이스
class Visitor(ABC):
    @abstractmethod
    def visit_concrete_element_a(self, element):
        pass

    @abstractmethod
    def visit_concrete_element_b(self, element):
        pass

# ConcreteVisitor 클래스
class ConcreteVisitor1(Visitor):
    def visit_concrete_element_a(self, element):
        print(f"{element.feature()}를 활용한 ConcreteVisitor1의 연산 수행")

    def visit_concrete_element_b(self, element):
        print(f"{element.feature()}를 활용한 ConcreteVisitor1의 연산 수행")

# Element 인터페이스
class Element(ABC):
    @abstractmethod
    def accept(self, visitor):
        pass

# ConcreteElementA 클래스
class ConcreteElementA(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_concrete_element_a(self)

    def feature(self):
        return "ConcreteElementA의 기능"

# ConcreteElementB 클래스
class ConcreteElementB(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_concrete_element_b(self)

    def feature(self):
        return "ConcreteElementB의 기능"

# 클라이언트 코드
def client_code(elements, visitor):
    for element in elements:
        element.accept(visitor)

# 사용 예시
elements = [ConcreteElementA(), ConcreteElementB()]
visitor = ConcreteVisitor1()
client_code(elements, visitor)

용어 정리

참고 및 출처

1. 주제의 분류가 적절한지에 대한 조사

Visitor Pattern(방문자 패턴) 은 “Computer Science and Engineering > Software Design and Architecture > Software Design Patterns > GoF > Behavioral Design Patterns” 분류에 정확히 해당합니다. GoF(Gang of Four) 에서 정의한 23 가지 디자인 패턴 중 하나로, 객체 구조와 기능 (알고리즘) 을 분리하는 대표적인 행동 (Behavioral) 패턴입니다 [1][2][7].

2. 200 자 요약

Visitor Pattern 은 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 연산 (기능) 을 추가할 수 있도록, 연산을 별도의 방문자 (Visitor) 클래스로 분리하는 디자인 패턴입니다. 객체 구조와 연산을 분리해 확장성과 유지보수성을 높이며, 복잡한 데이터 구조에 다양한 기능을 유연하게 적용할 수 있습니다 [1][2][7].

3. 250 자 개요

Visitor Pattern 은 데이터 구조 (객체 구조) 와 그 위에서 수행되는 연산 (기능) 을 분리하는 행동 패턴입니다. 각 객체는 Visitor 를 받아들이는 accept 메서드를 제공하고, Visitor 는 객체 타입별 visit 메서드를 구현해 다양한 연산을 수행합니다. 이를 통해 객체 구조를 수정하지 않고도 새로운 연산을 추가할 수 있어, 코드의 확장성, 유지보수성, 재사용성을 크게 높입니다. 복잡한 트리, 그래프, 컴파일러, 게임, 데이터 처리 등 다양한 분야에서 활용됩니다 [1][2][7][16].

핵심 개념

• 정의: Visitor Pattern 은 객체 구조와 그 구조에서 수행되는 연산을 분리하여, 객체 구조를 변경하지 않고도 새로운 연산을 추가할 수 있게 하는 행동 패턴입니다 [1][2][7][16].
• 목적 및 필요성: 객체 구조의 변경 없이 새로운 기능 (연산) 추가, 알고리즘과 데이터 구조의 분리, 유지보수와 확장성 향상 [1][2][7].
• 주요 기능 및 역할:
  • 객체 구조 (Element) 는 Visitor 를 받아들이는 accept 메서드 제공
  • Visitor 는 객체 타입별 visit 메서드 구현
  • 연산 (기능) 추가 시 Visitor 만 확장, 객체 구조 수정 불필요
• 특징:
  • 데이터 구조와 알고리즘 (연산) 의 분리
  • Double Dispatch(이중 디스패치) 활용
  • OCP(개방/폐쇄 원칙) 실현
• 핵심 원칙: SOLID 원칙 중 OCP(확장에 열려 있고, 변경에 닫혀 있음), SRP(단일 책임 원칙)[1][7][16].

주요 내용 정리

패턴 이름과 분류

의도 (Intent)

객체 구조를 변경하지 않고, 새로운 연산 (기능) 을 객체 구조 외부의 Visitor 클래스로 추가할 수 있도록 한다 [1][2][7].

다른 이름 (Also Known As)

• 방문자 (Visitor) 패턴
• 오퍼레이션 분리 패턴

동기 (Motivation / Forces)

• 객체 구조 (트리, 그래프 등) 가 안정적이고, 기능 (연산) 이 자주 추가/변경될 때
• 조건문 (switch, if-else) 남발로 인한 코드 복잡성 해소
• 여러 타입의 객체에 대해 다양한 연산을 쉽게 추가하고 싶을 때 [1][2][7][13].

적용 가능성 (Applicability)

• 복잡한 객체 구조 (트리, 그래프 등) 에 대해 다양한 연산이 필요할 때
• 객체 구조는 자주 바뀌지 않고, 연산 (기능) 이 자주 추가/변경될 때
• 객체 구조와 알고리즘을 분리해 유지보수성과 확장성을 높이고 싶을 때 [1][2][7][16].

구조 및 아키텍처

구조 다이어그램

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12

+----------------+        +------------------+
|   Element      ||   Visitor        |
+----------------+        +------------------+
| +accept()      |        | +visit(Element)  |
+----------------+        +------------------+
        ^                          ^
        |                          |
+----------------+        +------------------+
|ConcreteElementA|        |ConcreteVisitorA  |
+----------------+        +------------------+
|ConcreteElementB|        |ConcreteVisitorB  |
+----------------+        +------------------+

구성 요소 및 역할

필수/선택 구성요소

주요 원리 및 작동 원리

1. 각 Element 는 accept(visitor) 메서드를 제공
2. Visitor 는 각 Element 타입별 visit 메서드 구현
3. Element 의 accept 에서 visitor.visit(this) 호출 (Double Dispatch)
4. Visitor 는 각 Element 별 맞춤 연산 수행

작동 원리 다이어그램

1

[Client] → [Element.accept(visitor)] → [Visitor.visit(Element)]

구현 기법

• 인터페이스/추상 클래스: Element, Visitor 인터페이스 정의
• accept/visit 메서드: 각 Element 에서 accept, Visitor 에서 visit 구현
• Double Dispatch: accept 에서 visitor.visit(this) 호출로 타입별 연산 분기
• ObjectStructure: Element 집합 관리, Visitor 순회 지원

예시 코드 (Python)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

class Element:
    def accept(self, visitor):
        pass

class ConcreteElementA(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_concrete_element_a(self)
    def operation_a(self):
        print("A의 동작")

class ConcreteElementB(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_concrete_element_b(self)
    def operation_b(self):
        print("B의 동작")

class Visitor:
    def visit_concrete_element_a(self, element):
        pass
    def visit_concrete_element_b(self, element):
        pass

class ConcreteVisitor(Visitor):
    def visit_concrete_element_a(self, element):
        element.operation_a()
    def visit_concrete_element_b(self, element):
        element.operation_b()

elements = [ConcreteElementA(), ConcreteElementB()]
visitor = ConcreteVisitor()
for element in elements:
    element.accept(visitor)

장점과 단점

도전 과제 및 해결책

• 문제: 객체 구조 (Element) 변경 시 Visitor 모두 수정 필요
  해결책: 구조 변경 최소화, Visitor 자동 생성 도구 활용
• 문제: 캡슐화 위반 가능성
  해결책: 필요한 최소한의 정보만 공개, 내부 구현은 보호
• 문제: 클래스 수 증가
  해결책: Visitor/Element 그룹화, 공통 인터페이스 활용

분류에 따른 종류 및 유형

실무 적용 예시

활용 사례 (시나리오 기반)

상황 가정: 쇼핑몰 상품 가격 계산

• 시스템 구성:
  • Product(Book, Music, Movie 등, Element) → PriceCalculator(Visitor)
• Workflow:
  1. 각 상품은 accept(visitor) 메서드 제공
  2. PriceCalculator 는 상품 타입별 visit 메서드 구현
  3. 상품 구조는 그대로 두고, 가격 계산 Visitor 만 추가/변경
• 역할: 상품 구조는 변경 없이, 가격 계산, 할인, 세금 등 다양한 Visitor 로 기능 확장

1
2
3

[Book.accept(visitor)] → [visitor.visit(Book)]
[Music.accept(visitor)] → [visitor.visit(Music)]
[Movie.accept(visitor)] → [visitor.visit(Movie)]

실무에서 효과적으로 적용하기 위한 고려사항 및 주의할 점

최적화하기 위한 고려사항 및 주의할 점

2025 년 기준 최신 동향

주제와 관련하여 주목할 내용

앞으로의 전망

하위 주제별 추가 학습 필요 내용

추가 학습/알아야 할 내용

용어 정리

참고 및 출처

• Refactoring.Guru - Visitor Pattern 설명
• 티스토리 - Visitor 패턴 개념 및 예제
• Python101 - Visitor Pattern 파이썬 예제
• velog - Visitor Pattern 설명
• 평범한 개발자의 개발 여정 - Visitor Pattern
• ENFJ.dev - Visitor Pattern 구조 및 원리
• 기계인간 John Grib - Visitor Pattern 장단점
• Jandari91 - Visitor Pattern 참고
• unialgames - Unity Visitor Pattern
• Libi의 블로그 - Visitor Pattern
• 지식덤프 - Visitor Pattern 개념
• 먹여살릴냥꽁이가있습니다. - Visitor Pattern
• velog - Visitor Pattern 추가 설명
• DailyHeumsi - Visitor Pattern

물론입니다. 아래는 **Visitor Pattern (방문자 패턴)**에 대한 종합적인 조사 및 정리입니다.

1. 주제의 분류 적절성

• 분류: “Computer Science and Engineering” > “Software Design and Architecture” > “Software Design Patterns” > “GoF” > “Behavioral Design Patterns”

• 적절성 평가: Visitor Pattern 은 객체의 구조와 기능을 분리하여 새로운 기능을 추가할 수 있도록 하는 행동 패턴입니다. 따라서 위의 분류는 적절합니다.

2. 요약 설명 (200 자 내외)

Visitor Pattern 은 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 기능을 추가할 수 있도록 하는 디자인 패턴입니다. 객체에 새로운 연산을 추가할 때 유용하며, 특히 복잡한 객체 구조에서 기능 확장이 필요한 경우에 효과적입니다.(위키백과)

3. 전체 개요 (250 자 내외)

Visitor Pattern 은 객체 구조와 기능을 분리하여, 기존 객체 구조를 변경하지 않고도 새로운 기능을 추가할 수 있도록 합니다. 이를 통해 코드의 유지보수성과 확장성을 높일 수 있으며, 특히 복잡한 객체 구조에서 다양한 연산이 필요한 경우에 유용합니다.

4. 핵심 개념

정의

Visitor Pattern 은 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 기능을 추가할 수 있도록 하는 행동 디자인 패턴입니다.(Medium)

목적

• 객체 구조와 기능을 분리하여 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 함

• 객체 구조를 변경하지 않고도 새로운 연산을 추가할 수 있도록 함

구성 요소

• Visitor: 객체 구조의 각 요소에 대해 수행할 연산을 정의하는 인터페이스

• ConcreteVisitor: Visitor 인터페이스를 구현하여 실제 연산을 정의하는 클래스

• Element: Visitor 를 받아들이는 인터페이스를 정의하는 객체 구조의 요소

• ConcreteElement: Element 인터페이스를 구현하는 실제 객체

• ObjectStructure: Element 객체들을 포함하고 있는 객체 구조 (위키백과, GeeksforGeeks, DEV Community)

5. 주제와 관련하여 조사할 내용

배경

객체 구조가 복잡하고 다양한 연산이 필요한 경우, 각 객체에 연산을 추가하면 코드의 유지보수성이 떨어집니다. Visitor Pattern 은 이러한 문제를 해결하기 위해 고안되었습니다.

목적 및 필요성

• 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 연산을 추가할 수 있도록 함

• 코드의 유지보수성과 확장성을 높임

주요 기능 및 역할

• 객체 구조와 연산을 분리하여 독립적으로 관리할 수 있도록 함

• 새로운 연산을 추가할 때 기존 객체 구조를 변경하지 않아도 됨

특징

• 객체 구조와 연산의 분리

• 새로운 연산의 추가 용이

• 객체 구조의 변경 없이 기능 확장 가능

핵심 원칙

• 객체 구조와 연산의 분리

• 객체 구조의 변경 없이 새로운 연산 추가 (슬라이드플레이어)

주요 원리 및 작동 원리

객체 구조의 각 요소 (Element) 는 Visitor 를 받아들이는 accept 메서드를 구현합니다. Visitor 는 각 요소에 대해 수행할 연산을 visit 메서드로 정의합니다. 이를 통해 객체 구조를 변경하지 않고도 새로운 연산을 추가할 수 있습니다.(GeeksforGeeks)

구조 및 아키텍처

구성 요소

• 필수 구성 요소:

  • Visitor: 연산을 정의하는 인터페이스

  • ConcreteVisitor: Visitor 인터페이스를 구현하여 실제 연산을 정의하는 클래스

  • Element: Visitor 를 받아들이는 인터페이스를 정의하는 객체 구조의 요소

  • ConcreteElement: Element 인터페이스를 구현하는 실제 객체

• 선택 구성 요소:

  • ObjectStructure: Element 객체들을 포함하고 있는 객체 구조

다이어그램

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

Client
  |
  v
ObjectStructure
  |
  v
Element <----> Visitor
  ^             ^
  |             |
ConcreteElement ConcreteVisitor

구현 기법

• 각 Element 클래스는 Visitor 를 받아들이는 accept 메서드를 구현합니다.

• Visitor 인터페이스는 각 ConcreteElement 에 대한 visit 메서드를 정의합니다.

• ConcreteVisitor 클래스는 Visitor 인터페이스를 구현하여 실제 연산을 정의합니다.(위키백과, GeeksforGeeks)

장점과 단점

도전 과제

• 객체 구조의 변경: 객체 구조에 새로운 요소를 추가하면 모든 Visitor 를 수정해야 하는 문제가 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 Visitor 의 기본 구현을 제공하거나, Reflection 을 활용하여 동적으로 처리하는 방법이 있습니다.

분류에 따른 종류 및 유형

실무 적용 예시

활용 사례

시나리오: 문서 변환 시스템

• 시스템 구성: 문서 요소 (Element), 변환기 (Visitor)

• Workflow:

  1. 문서 요소가 Visitor 를 받아들입니다.

  2. Visitor 는 각 요소에 대해 변환 연산을 수행합니다.

  3. 변환된 결과를 출력합니다.

• 역할:

  • Element: 문서의 각 요소 (예: 텍스트, 이미지 등)

  • Visitor: 각 요소를 특정 포맷으로 변환하는 연산을 수행

실무에서 효과적으로 적용하기 위한 고려사항 및 주의할 점

최적화하기 위한 고려사항 및 주의할 점

6. 주제에 대한 추가 조사 내용

패턴 이름과 분류

• 이름: Visitor Pattern

• 분류: 행동 디자인 패턴 (Behavioral Design Pattern)(스프링 프레임워크 구루)

의도 (Intent)

객체 구조를 변경하지 않고 새로운 연산을 추가할 수 있도록 함

다른 이름 (Also Known As)

• Double Dispatch Pattern(refactoring.guru)

💡 동기 (Motivation / Forces)

복잡한 객체 구조에 다양한 연산을 적용해야 할 때, 각 객체에 연산을 추가하면 객체의 책임이 무거워지고 수정 범위도 커집니다.
Visitor Pattern 은 연산을 객체 밖으로 분리해 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle) 을 지키고, 새로운 연산을 Visitor 로 추가할 수 있어 유지보수와 확장성이 뛰어납니다.

✅ 적용 가능성 (Applicability)

Visitor 패턴은 다음과 같은 경우에 적용하기 적합합니다:

🏗 구조 (Structure)

Visitor Pattern 구조의 핵심은 “이중 디스패치 (Double Dispatch)” 입니다. 이 구조는 연산 수행 시 두 번의 메서드 호출을 통해 실제 연산을 결정하는 구조입니다.

UML 클래스 다이어그램

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

            +------------------+
            |    Client        |
            +------------------+
                     |
                     v
            +------------------+
            | ObjectStructure  |
            +------------------+
                     |
             +---------------+
             |    Element    |<---------------------+
             +---------------+                      |
             |+ accept(v)    |                      |
             +---------------+                      |
               ^             ^                      |
               |             |                      |
+-------------------+  +-------------------+        |
| ConcreteElementA  |  | ConcreteElementB  |        |
+-------------------+  +-------------------+        |
|+ accept(v)        |  |+ accept(v)        |        |
+-------------------+  +-------------------+        |
       |                          |                 |
       +--------------------------+-----------------+
                                  |
                           +-------------+
                           |   Visitor   |
                           +-------------+
                           | +visitA()   |
                           | +visitB()   |
                           +-------------+
                                  ^
                         +------------------+
                         | ConcreteVisitor  |
                         +------------------+

👥 참여자 (Participants)

🔄 협력 (Collaboration)

• Client 는 하나 이상의 Visitor 객체를 생성하고 ObjectStructure 의 각 Element 에 전달

• 각 Element 는 Visitor 의 visitXXX() 메서드를 호출해 자신을 전달

• Visitor 는 해당 타입에 맞는 연산을 수행

🎯 결과 (Consequences)

⚙ 구현 (Implementation)

Python 예시 코드

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35

# Visitor 인터페이스
class Visitor:
    def visit_text(self, element): pass
    def visit_image(self, element): pass

# Element 인터페이스
class Element:
    def accept(self, visitor): pass

# Concrete Elements
class Text(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_text(self)
    def get_content(self):
        return "Hello, World!"

class Image(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_image(self)
    def get_path(self):
        return "/img/sample.png"

# Concrete Visitor
class HtmlExportVisitor(Visitor):
    def visit_text(self, element):
        print(f"<p>{element.get_content()}</p>")
    def visit_image(self, element):
        print(f"<img src='{element.get_path()}'/>")

# 클라이언트 코드
elements = [Text(), Image()]
visitor = HtmlExportVisitor()

for element in elements:
    element.accept(visitor)

🧩 알려진 사용 (Known Uses)

🔗 관련 패턴 (Related Patterns)

다음은 최신 동향, 주목할 내용, 향후 전망, 추가 학습 주제 등에 대해 정리한 내용을 이어서 제공하겠습니다.

물론입니다. 아래는 Visitor 패턴에 대한 추가 조사 내용입니다.

6. 주제에 대한 추가 조사 내용 (계속)

💡 동기 (Motivation / Forces)

복잡한 객체 구조에 다양한 연산을 적용해야 할 때, 각 객체에 연산을 추가하면 객체의 책임이 무거워지고 수정 범위도 커집니다.
Visitor 패턴은 연산을 객체 밖으로 분리해 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle) 을 지키고, 새로운 연산을 Visitor 로 추가할 수 있어 유지보수와 확장성이 뛰어납니다.

✅ 적용 가능성 (Applicability)

Visitor 패턴은 다음과 같은 경우에 적용하기 적합합니다:

🏗 구조 (Structure)

Visitor 패턴 구조의 핵심은 “이중 디스패치 (Double Dispatch)” 입니다. 이 구조는 연산 수행 시 두 번의 메서드 호출을 통해 실제 연산을 결정하는 구조입니다.

UML 클래스 다이어그램

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

            +------------------+
            |    Client        |
            +------------------+
                     |
                     v
            +------------------+
            | ObjectStructure  |
            +------------------+
                     |
             +---------------+
             |    Element    |<---------------------+
             +---------------+                      |
             |+ accept(v)    |                      |
             +---------------+                      |
               ^             ^                      |
               |             |                      |
+-------------------+  +-------------------+        |
| ConcreteElementA  |  | ConcreteElementB  |        |
+-------------------+  +-------------------+        |
|+ accept(v)        |  |+ accept(v)        |        |
+-------------------+  +-------------------+        |
       |                          |                 |
       +--------------------------+-----------------+
                                  |
                           +-------------+
                           |   Visitor   |
                           +-------------+
                           | +visitA()   |
                           | +visitB()   |
                           +-------------+
                                  ^
                         +------------------+
                         | ConcreteVisitor  |
                         +------------------+

👥 참여자 (Participants)

🔄 협력 (Collaboration)

• Client 는 하나 이상의 Visitor 객체를 생성하고 ObjectStructure 의 각 Element 에 전달

• 각 Element 는 Visitor 의 visitXXX() 메서드를 호출해 자신을 전달

• Visitor 는 해당 타입에 맞는 연산을 수행

🎯 결과 (Consequences)

⚙ 구현 (Implementation)

Python 예시 코드

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35

# Visitor 인터페이스
class Visitor:
    def visit_text(self, element): pass
    def visit_image(self, element): pass

# Element 인터페이스
class Element:
    def accept(self, visitor): pass

# Concrete Elements
class Text(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_text(self)
    def get_content(self):
        return "Hello, World!"

class Image(Element):
    def accept(self, visitor):
        visitor.visit_image(self)
    def get_path(self):
        return "/img/sample.png"

# Concrete Visitor
class HtmlExportVisitor(Visitor):
    def visit_text(self, element):
        print(f"<p>{element.get_content()}</p>")
    def visit_image(self, element):
        print(f"<img src='{element.get_path()}'/>")

# 클라이언트 코드
elements = [Text(), Image()]
visitor = HtmlExportVisitor()

for element in elements:
    element.accept(visitor)

🧩 알려진 사용 (Known Uses)

🔗 관련 패턴 (Related Patterns)

다음은 최신 동향, 주목할 내용, 향후 전망, 추가 학습 주제 등에 대해 정리한 내용을 이어서 제공하겠습니다.

물론입니다. Visitor Pattern 에 대한 나머지 항목을 이어서 정리하겠습니다.

8. 2025 년 기준 최신 동향

9. 주제와 관련하여 주목할 내용

10. 앞으로의 전망

11. 하위 주제로 분류된 추가 학습 내용

12. 관련 분야와 추가 학습 주제

용어 정리

참고 및 출처

• Refactoring Guru - Visitor Pattern

• GeeksforGeeks - Visitor Design Pattern

• Java Design Patterns - Visitor

• Wikipedia - Visitor Pattern

• SourceMaking - Visitor Pattern

다음이 필요하시면 예: “Visitor Pattern 의 코드 리뷰 사례 " 또는 " 다른 Behavioral Pattern 과의 비교 분석 " 도 정리해드릴 수 있습니다.

아래는 Visitor Pattern 의 코드 리뷰 사례입니다. 이 리뷰는 실무에서 Visitor 패턴이 사용되는 예시를 바탕으로, 코드 품질과 설계 측면에서 검토한 내용입니다.

💡 시나리오: 코드 리뷰 도구의 코드 분석기

배경

소스코드 내 함수와 클래스에 대한 메트릭 (LOC, Cyclomatic Complexity, Nesting Level 등) 을 수집하기 위해 Visitor 패턴을 적용.

📄 리뷰 대상 코드 (Python 예시)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49

# 방문자 인터페이스
class CodeVisitor:
    def visit_function(self, function): pass
    def visit_class(self, class_): pass

# 요소 인터페이스
class CodeElement:
    def accept(self, visitor): pass

# 함수 요소
class FunctionElement(CodeElement):
    def __init__(self, name, lines):
        self.name = name
        self.lines = lines

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

# 클래스 요소
class ClassElement(CodeElement):
    def __init__(self, name, methods):
        self.name = name
        self.methods = methods  # List[FunctionElement]

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

# Concrete Visitor: LOC 계산기
class LOCVisitor(CodeVisitor):
    def __init__(self):
        self.total_loc = 0

    def visit_function(self, function):
        self.total_loc += len(function.lines)

    def visit_class(self, class_):
        for method in class_.methods:
            method.accept(self)

# 사용 예시
f1 = FunctionElement("foo", ["line1", "line2"])
f2 = FunctionElement("bar", ["line1"])
c1 = ClassElement("MyClass", [f1, f2])

visitor = LOCVisitor()
for element in [f1, f2, c1]:
    element.accept(visitor)

print(f"Total LOC: {visitor.total_loc}")

🧑‍🔬 코드 리뷰 분석

✅ 개선된 구조 설계 제안

1
2
3
4
5

# 내부 필드 접근 대신 메서드 제공
class FunctionElement(CodeElement):
    …
    def line_count(self):
        return len(self.lines)

1
2
3
4

class LOCVisitor(CodeVisitor):
    …
    def visit_function(self, function):
        self.total_loc += function.line_count()

→ 장점: Element 구조에 대한 직접 참조를 피하고, 추상화된 메서드를 통해 결합도 낮춤

🔚 요약

📌 결론

Visitor Pattern 은 복잡한 객체 구조에 다양한 연산을 적용할 때 매우 유용하며, 이 코드 리뷰 사례는 설계 품질과 유지보수성을 평가하는 좋은 예입니다. 다만, Element 와 Visitor 간의 강결합은 실무에서도 주의해야 하며, 게터 메서드 추상화, 결과 캐싱, 구조적 리팩토링을 통해 더 안정적인 시스템을 만들 수 있습니다.

필요하시면 CyclomaticComplexityVisitor, DependencyGraphVisitor 등의 확장 예제도 제공해드릴 수 있습니다.

비지터 패턴 (Visitor Pattern) 에 대해 체계적으로 조사하여 정리해드리겠습니다.

이제 비지터 패턴 (Visitor Pattern) 에 대해 체계적으로 정리해드리겠습니다.

1. 주제 분류의 적절성 검토

제시된 분류 “Computer Science and Engineering” > “Software Design and Architecture” > “Software Design Patterns” > “GoF” > “Behavioral Design Patterns” 는 완전히 적절합니다. 비지터 패턴은 Gang of Four (GoF) 가 정의한 23 개의 디자인 패턴 중 행동 패턴 (Behavioral Pattern) 범주에 속하는 핵심 패턴입니다.

2. 요약 설명

비지터 패턴은 객체 구조의 요소들에 대해 수행될 연산을 별도의 클래스로 분리하여 정의하는 행동 디자인 패턴입니다. 기존 클래스들을 수정하지 않고도 새로운 연산을 추가할 수 있으며, 더블 디스패치 기법을 활용하여 객체의 타입에 따라 적절한 연산을 실행합니다.

3. 전체 개요

비지터 패턴은 알고리즘을 객체로부터 분리하여 객체 구조는 그대로 유지하면서 새로운 연산을 쉽게 추가할 수 있도록 합니다. 이 패턴은 복잡한 객체 구조에서 다양한 연산을 수행해야 할 때 특히 유용하며, 컴파일러 설계, AST 처리, GUI 프레임워크 등에서 널리 활용됩니다. 더블 디스패치를 통해 타입 안전성을 보장하고 개방 - 폐쇄 원칙을 따릅니다.

4. 핵심 개념

비지터 (Visitor)

• 객체 구조의 각 요소에 대해 수행할 연산을 정의하는 인터페이스
• 각 구체적인 요소 타입별로 visit 메서드를 가짐

구체적 비지터 (Concrete Visitor)

• 비지터 인터페이스를 구현하며 실제 연산 로직을 포함
• 각 요소 타입에 대한 구체적인 처리 방법을 정의

요소 (Element)

• 비지터를 받아들이는 accept 메서드를 정의하는 인터페이스
• 객체 구조의 각 노드가 구현해야 하는 계약

구체적 요소 (Concrete Element)

• 요소 인터페이스를 구현하는 실제 클래스들
• accept 메서드에서 적절한 visit 메서드를 호출

더블 디스패치 (Double Dispatch)

• 두 객체의 타입에 따라 메서드가 동적으로 선택되는 기법
• 비지터 패턴의 핵심 메커니즘

5. 조사 내용 정리

5.1 배경 및 목적

비지터 패턴은 객체 지향 프로그래밍에서 발생하는 다음과 같은 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다:

• 기존 클래스 계층 구조를 수정하지 않고 새로운 연산 추가
• 관련 연산들을 하나의 클래스에 집중시켜 응집도 향상
• 객체의 데이터와 이를 처리하는 알고리즘의 분리

5.2 목적 및 필요성

주요 목적:

• 객체 구조와 연산의 분리
• 개방 - 폐쇄 원칙 (Open-Closed Principle) 준수
• 새로운 연산의 쉬운 추가

필요성:

• 복잡한 객체 구조에서 다양한 연산 수행
• 타입별로 다른 처리가 필요한 상황
• 코드의 확장성과 유지보수성 향상

5.3 주요 기능 및 역할

핵심 기능:

• 타입별 연산 수행
• 더블 디스패치 구현
• 객체 구조 순회
• 연산 로직 캡슐화

주요 역할:

• 알고리즘과 데이터 구조의 분리
• 새로운 연산의 동적 추가
• 복잡한 객체 계층 구조 처리
• 코드 재사용성 향상

5.4 특징

• 더블 디스패치: 두 객체의 타입에 따른 메서드 선택
• 타입 안전성: 컴파일 타임에 타입 검사
• 확장성: 새로운 연산 쉽게 추가
• 분리: 데이터와 알고리즘의 명확한 분리

5.5 핵심 원칙

1. 단일 책임 원칙: 각 비지터는 특정 연산만 담당
2. 개방 - 폐쇄 원칙: 확장에 열려있고 수정에 닫혀있음
3. 의존성 역전 원칙: 추상화에 의존하고 구체화에 의존하지 않음
4. 인터페이스 분리 원칙: 클라이언트별로 인터페이스 분리

5.6 주요 원리 및 작동 원리

1
2
3
4
5
6
7
8
9

[클라이언트] → [객체 구조 생성]
                    ↓
            [비지터 인스턴스 생성]
                    ↓
            [요소.accept(visitor) 호출]
                    ↓
            [visitor.visit(this) 호출]
                    ↓
            [타입별 연산 실행]

더블 디스패치 메커니즘:

1. 클라이언트가 element.accept(visitor) 호출
2. 요소가 visitor.visit(this) 호출
3. 비지터의 구체적인 visit 메서드 실행

5.7 구조 및 아키텍처

필수 구성요소

1. Visitor Interface (비지터 인터페이스)

• 기능: 각 요소 타입별 visit 메서드 정의
• 역할: 모든 구체적 비지터가 구현해야 할 계약 제공
• 특징: 각 구체적 요소 클래스마다 하나의 visit 메서드

2. Concrete Visitor (구체적 비지터)

• 기능: 실제 연산 로직 구현
• 역할: 각 요소 타입에 대한 구체적인 처리 수행
• 특징: 상태 정보를 유지할 수 있음

3. Element Interface (요소 인터페이스)

• 기능: accept 메서드 정의
• 역할: 비지터를 받아들이는 진입점 제공
• 특징: 비지터 인터페이스를 매개변수로 받음

4. Concrete Element (구체적 요소)

• 기능: accept 메서드 구현
• 역할: 적절한 visit 메서드로 호출 전달
• 특징: this 를 비지터에게 전달

선택 구성요소

1. Object Structure (객체 구조)

• 기능: 요소들의 컬렉션 관리
• 역할: 비지터가 순회할 구조 제공
• 특징: Composite 패턴과 함께 사용될 수 있음

2. Client (클라이언트)

• 기능: 비지터와 객체 구조를 조합
• 역할: 전체 연산의 조정자
• 특징: 다양한 비지터를 선택적으로 사용

5.8 구현 기법

5.8.1 기본 비지터 구현

• 정의: 인터페이스 기반의 기본적인 비지터 패턴 구현
• 구성: Visitor Interface + Concrete Visitors + Element Classes
• 목적: 타입별 연산의 분리 및 새로운 연산 추가
• 예시: 도형 클래스들에 대한 면적 계산 및 출력 기능

5.8.2 계층적 비지터

• 정의: 복잡한 계층 구조를 순회하는 비지터 구현
• 구성: Tree Structure + Recursive Visitor + Node Types
• 목적: 트리나 그래프 구조의 복합 객체 처리
• 예시: AST (Abstract Syntax Tree) 처리, 파일 시스템 순회

5.8.3 상태 유지 비지터

• 정의: 방문 과정에서 상태 정보를 누적하는 비지터
• 구성: Stateful Visitor + Accumulator Fields + Result Methods
• 목적: 전체 구조에 대한 집계 연산 수행
• 예시: 총 비용 계산, 통계 정보 수집

5.9 장점과 단점

5.10 도전 과제

1. 요소 계층 구조의 변경

• 설명: 새로운 요소 타입 추가 시 모든 비지터 수정 필요
• 해결책: 디폴트 구현 제공, 리플렉션 활용, 함수형 접근법 도입

2. 캡슐화와 데이터 접근

• 설명: 비지터가 요소의 private 데이터에 접근해야 하는 경우
• 해결책: Friend 클래스 활용, Getter 메서드 제공, 패키지 가시성 활용

3. 성능 오버헤드

• 설명: 더블 디스패치로 인한 메서드 호출 비용
• 해결책: 인라인 최적화, 컴파일 타임 다형성 활용

5.11 분류에 따른 종류 및 유형

5.12 실무 적용 예시

5.13 활용 사례

전자상거래 쇼핑카트 시스템

시나리오: 온라인 쇼핑몰에서 다양한 상품 유형 (도서, 전자제품, 의류) 에 대해 가격 계산, 할인 적용, 배송비 계산 등 다양한 연산을 수행하는 시스템

시스템 구성:

• ItemElement (상품 요소 인터페이스)
• Book, Electronics, Clothing (구체적 상품 클래스)
• ShoppingCartVisitor (비지터 인터페이스)
• PriceCalculator, DiscountApplier, ShippingCalculator (구체적 비지터)

시스템 구성도:

1
2
3
4
5
6
7

[쇼핑카트] → [상품 목록]
               ↓
    [비지터 팩토리] → [연산 타입별 비지터 생성]
               ↓
    [각 상품.accept(visitor)] → [상품별 맞춤 처리]
               ↓
    [결과 집계] → [최종 계산 결과]

Workflow:

1. 사용자가 다양한 상품을 카트에 추가
2. 결제 단계에서 필요한 연산 타입 결정 (가격계산, 할인적용 등)
3. 해당 비지터 인스턴스 생성
4. 카트의 각 상품에 대해 accept(visitor) 호출
5. 상품 타입에 따른 구체적 연산 수행
6. 결과를 집계하여 최종 금액 계산

역할:

• 상품 타입별 차별화된 처리 로직 제공
• 새로운 연산 추가 시 기존 상품 클래스 수정 불필요
• 비즈니스 로직의 중앙 집중화
• 다양한 프로모션 및 정책의 유연한 적용

5.14 실무에서 효과적으로 적용하기 위한 고려사항 및 주의할 점

5.15 성능을 최적화하기 위한 고려사항 및 주의할 점

6. 추가 조사 내용 (GoF 패턴 관점)

6.1 패턴 이름과 분류

• 이름: Visitor Pattern (비지터 패턴)
• 분류: Behavioral Pattern (행동 패턴)
• GoF 카테고리: Object Behavioral Pattern

6.2 의도 (Intent)

객체 구조의 원소에 대해 수행할 연산을 표현합니다. 비지터를 사용하면 연산이 수행되는 원소의 클래스를 변경하지 않고도 새로운 연산을 정의할 수 있습니다.

6.3 다른 이름 (Also Known As)

• Double Dispatch Pattern
• Virtual Function Table Pattern

6.4 동기 (Motivation / Forces)

• 관련 있는 연산들을 한 클래스에 집중시키고 관련 없는 것은 다른 클래스로 분리하고 싶음
• 객체 구조를 정의하는 클래스들은 거의 변하지 않지만, 전체 구조에 걸쳐 새로운 연산을 추가하고 싶음
• 많은 서로 다른 인터페이스를 가진 객체들로 구성된 객체 구조가 있고, 이 객체들에 구체적인 클래스에 따라 달라지는 연산을 수행하고 싶음

6.5 적용 가능성 (Applicability)

• 다른 인터페이스를 가진 클래스가 객체 구조에 포함되어 있고, 구체적인 클래스에 따라 달라지는 연산을 이들 클래스의 객체에 대해 수행하고자 할 때
• 객체 구조에 대해 수행할 많은 서로 다른 연산들이 있고, 이들 클래스들을 이런 연산들로 " 더럽히고 " 싶지 않을 때
• 객체 구조를 정의한 클래스는 거의 변하지 않지만, 새로운 연산은 자주 추가할 때

6.6 구조 (Structure)

• Visitor: 객체 구조 내의 각 ConcreteElement 클래스를 위한 Visit 연산을 선언
• ConcreteVisitor: Visitor 에 선언된 연산을 구현
• Element: 비지터를 인수로 받는 Accept 연산을 정의
• ConcreteElement: 비지터를 인수로 받는 Accept 연산을 구현

6.7 참여자 (Participants)

각 참여자는 고유한 역할과 책임을 가지며, 전체 패턴의 동작에 기여합니다.

6.8 협력 (Collaboration)

• 비지터 패턴을 사용하는 클라이언트는 ConcreteVisitor 객체를 생성하고 객체 구조를 순회하며 각 원소에 대해 비지터를 받아들이도록 함
• 원소는 요청을 받으면, 이를 자신의 클래스에 해당하는 비지터의 연산으로 전달

6.9 결과 (Consequences)

• 새로운 연산을 쉽게 추가: 새로운 비지터를 정의하기만 하면 됨
• 관련된 연산들을 한 곳에 모으고 관련되지 않은 연산을 분리: 관련 있는 행동이 지역화됨
• 새로운 ConcreteElement 클래스를 추가하기 어려움: 새 원소가 추가될 때마다 새로운 추상 연산을 Visitor 클래스에 추가해야 함

6.10 구현 (Implementation)

• 이중 디스패치 구현
• 비지터가 각 원소의 상태에 접근할 수 있도록 함
• 객체 구조의 순회 담당자 결정

6.11 알려진 사용 (Known Uses)

• Smalltalk-80 컴파일러의 프로그램 노드 클래스들
• Java NIO 의 FileVisitor
• Apache Commons VFS 의 FileSelector

6.12 관련 패턴 (Related Patterns)

• Composite: 비지터는 복합체 패턴으로 정의된 객체 구조에 연산을 적용할 때 사용
• Interpreter: 비지터는 해석자 패턴에서 해석 과정을 구현할 때 사용 가능
• Iterator: 비지터는 복잡한 객체 구조를 순회할 때 반복자와 함께 사용 가능

7. 추가 학습 내용

7.1 함수형 프로그래밍과의 결합

현대 언어에서는 람다 표현식과 함수형 프로그래밍 기법을 활용하여 더 간결한 비지터 구현이 가능합니다.

7.2 제네릭을 활용한 타입 안전 비지터

제네릭을 활용하여 컴파일 타임 타입 안전성을 보장하는 비지터 패턴 구현이 가능합니다.

7.3 애노테이션 기반 비지터

Java 의 애노테이션 처리기를 활용하여 비지터 코드를 자동 생성하는 방법도 있습니다.

8. 2025 년 기준 최신 동향

9. 주제와 관련하여 주목할 내용

10. 앞으로의 전망

11. 하위 주제별 추가 학습 내용

12. 관련 분야별 추가 학습 내용

용어 정리

참고 및 출처

• Refactoring Guru - Visitor Pattern
• GeeksforGeeks - Visitor Design Pattern
• Baeldung - Visitor Design Pattern in Java
• Spring Framework Guru - Visitor Pattern
• DigitalOcean - Visitor Design Pattern in Java
• Wikipedia - Visitor Pattern
• SourceMaking - Visitor Design Pattern
• Java Design Patterns - Visitor Pattern
• DZone - Visitor Pattern Tutorial with Java Examples
• Learn CS Design - Learn the Visitor Design Pattern
• GoF Pattern - Visitor Pattern
• InfoQ - Software Architecture and Design Trends Report 2025