Паттерн проектирования "Интерпретатор" используется для определения грамматического представления для языка и предоставляет интерпретатор этого представления. Паттерн полезен, когда существует простой язык и частая необходимость его интерпретации.

Основные компоненты паттерна:

Абстрактное выражение (Abstract Expression): Объявляет абстрактную операцию interpret, которая является общей для всех узлов в абстрактном синтаксическом дереве.
Терминальное выражение (Terminal Expression): Реализует операцию interpret для терминальных символов грамматики. Каждому терминальному символу соответствует один или несколько экземпляров класса TerminalExpression.
Нетерминальное выражение (Nonterminal Expression): Реализует операцию interpret для нетерминальных символов грамматики. Каждое правило грамматики может быть представлено таким классом. Класс NonterminalExpression обычно хранит ссылки на другие объекты AbstractExpression (терминальные или нетерминальные).
Контекст (Context): Содержит информацию, общую для интерпретатора. Он может содержать состояние или операнды для интерпретации.
Клиент (Client): Строит (или получает) абстрактное синтаксическое дерево, используя классы TerminalExpression и Nonterminal Expression, и вызывает операцию interpret.

Пример использования: парсинг и вычисление простых арифметических выражений.

# Абстрактное выражение
class Expression:
    def interpret(self, context):
        pass

# Терминальное выражение: числа
class Number(Expression):
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def interpret(self, context):
        return self.value

# Нетерминальное выражение: сложение
class Add(Expression):
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def interpret(self, context):
        return self.left.interpret(context) + self.right.interpret(context)

# Нетерминальное выражение: вычитание
class Subtract(Expression):
    def __init__(self, left, right):
        self.left = left
        self.right = right

    def interpret(self, context):
        return self.left.interpret(context) - self.right.interpret(context)

# Контекст (может быть простым словарем для переменных и т.д.)
class Context:
    pass

# Клиентский код
context = Context()
tree = Add(Number(5), Subtract(Number(10), Number(2))) # 5 + (10 - 2)

result = tree.interpret(context)
print(result) # Вывод: 13

Преимущества:

Легко добавлять новые интерпретации или расширять грамматику.
Грамматика представлена в виде классов, что облегчает ее понимание.

Недостатки:

Может стать сложным, если грамматика очень большая или сложная. В таких случаях может быть предпочтительнее использовать другие методы парсинга.

Что такое паттерн проектирования 'Интерпретатор'?