컴파일러가 abstact syntax tree로 프로그램을 표현한다고 하자. 컴파일러는 모든 변수들이 정의가 되어있는 지를 검사하는 것과 같은 '정적인 의미' 분석을 위해 abstract syntax tree에 대해 operation을 수행할 필요가 있을 것이다. 컴파일러는 또한 code 변환을 할 필요가 있다. 또한 컴파일러는 type-checking, code optimization, flow analysis 와 해당 변수가 이용되기 전 선언되었는지 등의 여부를 검사하기 위해서 해당 operations들을 수행할 필요가 있다. 더 나아가 우리는 pretty-printing, program restructuring, code instrumentation, 그리고 프로그램의 다양한 기준들에 대한 계산을 하기 위해 abstract syntax tree를 이용할 것이다.
이러한 operations들의 대부분들은
variable들이나
arithmetic expression들을 표현하는 node들과 다르게
assignment statement들을 표현하는 node를 취급할 필요가 있다. 따라서, 각각 assignment statement 를 위한 클래스와, variable 에 접근 하기 위한 클래스, arithmetic expression을 위한 클래스들이 있어야 할 것이다. 이러한 node class들은 컴파일 될 언어에 의존적이며, 또한 주어진 언어를 위해 바뀌지 않는다.
이 다이어그램은 Node class 계층구조의 일부분을 보여준다. 여기서의 문제는 다양한 node class들에 있는 이러한 operation들의 분산은 시스템으로 하여금 이해하기 어렵고, 유지하거나 코드를 바꾸기 힘들게 한다. Node 에 type-checking 코드가 pretty-printing code나 flow analysis code들과 섞여 있는 것은 혼란스럽다. 게다가 새로운 operation을 추가하기 위해서는 일반적으로 이 클래스들을 재컴파일해야 한다. 만일 각각의 새 operation이 독립적으로 추가될 수 있고, 이 node class들이 operation들에 대해 독립적이라면 더욱 좋을 것이다.
우리는 각각의 클래스들로부터 관련된 operation들을 패키징화 하고, traverse 될 (tree 의 각 node들을 이동) abstract syntax tree의 element들에게 인자로 넘겨줄 수 있다. 이를 visitor라고 한다. element가 visitor를 'accepts' 할때 element는 element의 클래스를 인코딩할 visitor에게 request를 보낸다. 이 request 또한 해당 element를 인자로 포함하고 있다. 그러면 visitor는 해당 element에 대한 operation을 수행할 것이다.
type-checking 의 기능을 넘어 일반적인 visitor를 만들기 위해서는 abstract syntax tree의 모든 visitor들을 위한 abstract parent class인
NodeVisitor가 필요하다.
NodeVisitor는 각 node class들에 있는 operation들을 정의해야 한다. 해당 프로그램의 기준 등을 계산하기 원하는 application은 node class 에 application-specific한 코드를 추가할 필요 없이, 그냥
NodeVisitor에 대한 새로운 subclass를 정의하면 된다.
VisitorPattern은 해당 Visitor 와 연관된 부분에서 컴파일된 구문들을 위한 operation들을 캡슐화한다.
VisitorPattern으로, 개발자는 두개의 클래스 계층을 정의한다. 하나는 operation이 수행될 element에 대한 계층이고 (Node hierarchy), 하나는 element에 대한 operation들을 정의하는 visitor들이다. (
NodeVisitor hierarchy). 개발자는 visitor hierarchy 에 새로운 subclass를 추가함으로서 새 operation을 만들 수 있다.