Что такое паттерн "Интерпретатор" (Interpreter)

Интерпретатор — поведенческий паттерн проектирования, который определяет грамматику и интерпретатор для простого языка. Он позволяет интерпретировать выражения заданного языка и выполнять их, представляя грамматические правила в виде классов.

Представьте, что вам нужно парсить и выполнять простые выражения или команды, написанные на своём DSL (Domain-Specific Language). Паттерн «Интерпретатор» помогает создать структуру, которая разбирает выражения и вычисляет результат.

Преимущества паттерна «Интерпретатор»

• Позволяет создавать собственные языки и интерпретировать выражения.
• Отделяет грамматику языка от кода, который выполняет операции.
• Упрощает добавление новых правил языка.
• Структурирует код парсера и интерпретатора.

Пример:

• Язык арифметических выражений.
• Правила: сложение, вычитание, числа.
• Интерпретатор разбирает и вычисляет результат.

Где применяется паттерн «Интерпретатор»?

• Языки программирования и скриптовые движки.
• Парсеры запросов и выражений.
• Конфигурационные файлы со сложной грамматикой.
• Вычислительные и математические системы.

Пример реализации на JavaScript

// Абстрактный класс выражения
class Expression {
    interpret(context) {
        throw new Error("Метод interpret() должен быть реализован");
    }
}

// Числовое выражение
class NumberExpression extends Expression {
    constructor(number) {
        super();
        this.number = number;
    }
    interpret() {
        return this.number;
    }
}

// Сложение
class AddExpression extends Expression {
    constructor(left, right) {
        super();
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
    interpret() {
        return this.left.interpret() + this.right.interpret();
    }
}

// Вычитание
class SubtractExpression extends Expression {
    constructor(left, right) {
        super();
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
    interpret() {
        return this.left.interpret() - this.right.interpret();
    }
}

// Использование
// Выражение: (5 + 3) - 2
const expression = new SubtractExpression(
    new AddExpression(new NumberExpression(5), new NumberExpression(3)),
    new NumberExpression(2),
);

console.log(expression.interpret()); // 6

Когда стоит использовать паттерн «Интерпретатор»?

• Требуется реализовать простой язык или выражения.
• Нужно парсить и вычислять выражения.
• Важно отделить грамматику языка от реализации.
• Необходима расширяемость правил языка.

Отличие от других паттернов

• В отличие от парсера, Интерпретатор тесно связан с грамматикой языка.
• Отличается от стратегии тем, что работает с грамматическими структурами.

Плюсы паттерна

• Чёткое разделение грамматики и выполнения.
• Легко расширять язык добавлением новых правил.
• Упрощает поддержку и развитие DSL.

Минусы паттерна

• Может привести к большому количеству классов при сложной грамматике.
• Неэффективен для сложных языков, требует компиляторов или парсеров.