Паттерн: Интерпретатор (Interpreter)

1️⃣ Как кратко ответить

Паттерн "Интерпретатор" используется для обработки и выполнения инструкций, представленных в виде языка или грамматики. Он определяет грамматику языка и интерпретирует предложения этого языка, что позволяет выполнять команды или вычислять выражения. Это полезно для создания простых языков или скриптовых движков.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Паттерн "Интерпретатор" — это поведенческий шаблон проектирования, который предоставляет способ оценки грамматических выражений. Он используется, когда у вас есть язык, который нужно интерпретировать, и вы хотите создать интерпретатор для этого языка.

Зачем это нужно?

Представьте, что у вас есть собственный язык команд или выражений, который вы хотите использовать в своем приложении. Например, это может быть язык для описания математических выражений, конфигурационных файлов или даже простой скриптовый язык. Паттерн "Интерпретатор" позволяет вам определить грамматику этого языка и создать интерпретатор, который будет выполнять команды или вычислять выражения, написанные на этом языке.

Где применяется?

• Компиляторы и интерпретаторы языков программирования: Используется для интерпретации исходного кода.
• Конфигурационные файлы: Для интерпретации и выполнения инструкций, заданных в конфигурационных файлах.
• Математические выражения: Для вычисления значений сложных математических выражений.
• Скриптовые движки: Для выполнения скриптов, написанных на пользовательских языках.

Как работает?

Паттерн "Интерпретатор" включает в себя следующие компоненты:

1. Грамматика: Определяет правила языка, которые описывают, как строятся предложения.
2. Контекст: Хранит глобальную информацию, которая может быть использована интерпретатором.
3. Абстрактное выражение: Определяет интерфейс для интерпретации.
4. Терминальные и нетерминальные выражения: Терминальные выражения представляют базовые элементы языка, а нетерминальные — комбинации терминальных и других нетерминальных выражений.

Пример

Рассмотрим простой пример интерпретатора для математических выражений:

class Context:
    def __init__(self):
        self.variables = {}
​
    def set_variable(self, name, value):
        self.variables[name] = value
​
    def get_variable(self, name):
        return self.variables.get(name, 0)
​
class AbstractExpression:
    def interpret(self, context):
        pass
​
class NumberExpression(AbstractExpression):
    def __init__(self, number):
        self.number = number
​
    def interpret(self, context):
        return self.number
​
class VariableExpression(AbstractExpression):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
​
    def interpret(self, context):
        return context.get_variable(self.name)
​
class AddExpression(AbstractExpression):
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right
​
    def interpret(self, context):
        return self.left.interpret(context) + self.right.interpret(context)
​
# Пример использования
context = Context()
context.set_variable('x', 5)
​
expression = AddExpression(NumberExpression(3), VariableExpression('x'))
result = expression.interpret(context)
​
print(f"Результат: {result}")  # Вывод: Результат: 8

Аналогия

Представьте, что у вас есть рецепт приготовления блюда. Паттерн "Интерпретатор" — это как повар, который читает рецепт (грамматику) и выполняет шаги (интерпретирует выражения), чтобы приготовить блюдо (выполнить команды).