F#のパターンマッチとC#のVisitorパターンの比較

パターンマッチグというものを使うとVisitorパターン相当のことが簡単に書けるということを聞いて、関数型プログラミングに興味を持ち始めました。というわけで最近F#をさわったりしています。
で、パターンマッチというものがどういったものかわかってきたのでVisitorパターンと比較をしてみました。まぁ、Visitorパターンのほうが大変なのはまちがいないですね。自分は好きですけど。

F#のパターンマッチング（Visual Studioのチュートリアルプロジェクトにあるサンプルほぼそのまま）

type Expr = 

  | Num of int

  | Add of Expr * Expr

  | Mul of Expr * Expr

  | Var of string

  

let rec Evaluate (env:Map<string,int>) exp = 

    match exp with

    | Num n -> n

    | Add (x,y) -> Evaluate env x + Evaluate env y

    | Mul (x,y) -> Evaluate env x * Evaluate env y

    | Var id    -> env.[id]

  

let envA = Map.ofList [ "a",1 ;

                        "b",2 ;

                        "c",3 ]

             

let expT1 = Add(Var "a",Mul(Num 2,Var "b"))

let resT1 = Evaluate envA expT1
// 結果は5

printfn "%d" resT1 

上記のパターンマッチングに対応するC#でのVisitorパターンを使った実装

[TestMethod]

public void Test()

{

    var env = new Dictionary<string, int> {{"a", 1}, {"b", 2}, {"c", 3}};

    var expr = new Add(new Var("a"), new Mul(new Num(2), new Var("b")));

    var result = new Evaluator().Evaluate(env, expr);

    // 結果は 5

    Assert.AreEqual(5, result);

}
public interface IExpr

{

    int Accept(IDictionary<string, int> env, IVisitor visitor);

}
public class Num : IExpr

{

    public int N { get; private set; }
    public Num(int n)

    {

        N = n;

    }
    public int Accept(IDictionary<string, int> env, IVisitor visitor)

    {

        return visitor.VisitNum(env, this);

    }

}
public class Add : IExpr

{

    public IExpr X { get; private set; }
    public IExpr Y { get; private set; }
    public Add(IExpr x, IExpr y)

    {

        X = x;

        Y = y;

    }
    public int Accept(IDictionary<string, int> env, IVisitor visitor)

    {

        return visitor.VisitAdd(env, this);

    }

}
public class Mul : IExpr

{

    public IExpr X { get; private set; }
    public IExpr Y { get; private set; }
    public Mul(IExpr x, IExpr y)

    {

        X = x;

        Y = y;

    }
    public int Accept(IDictionary<string, int> env, IVisitor visitor)

    {

        return visitor.VisitMul(env, this);

    }

}
public class Var : IExpr

{

    public string Id { get; private set; }
    public Var(string id)

    {

        Id = id;

    }
    public int Accept(IDictionary<string, int> env, IVisitor visitor)

    {

        return visitor.VisitVal(env, this);

    }

}
public interface IVisitor

{

    int VisitNum(IDictionary<string, int> env, Num expr);
    int VisitAdd(IDictionary<string, int> env, Add expr);
    int VisitMul(IDictionary<string, int> env, Mul expr);
    int VisitVal(IDictionary<string, int> env, Var expr);

}
public class Evaluator : IVisitor

{

    public int Evaluate(IDictionary<string, int> env, IExpr expr)

    {

        return expr.Accept(env, this);

    }
    int IVisitor.VisitNum(IDictionary<string, int> env, Num expr)

    {

        return expr.N;

    }
    int IVisitor.VisitAdd(IDictionary<string, int> env, Add expr)

    {

        return Evaluate(env, expr.X) + Evaluate(env, expr.Y);

    }
    int IVisitor.VisitMul(IDictionary<string, int> env, Mul expr)

    {

        return Evaluate(env, expr.X) * Evaluate(env, expr.Y);

    }
    int IVisitor.VisitVal(IDictionary<string, int> env, Var expr)

    {

        return env[expr.Id];

    }

}