解释器模式

解释器模式（Interpreter Pattern）是一种行为设计模式，它提供了一种用于解释语言中元素的方式。这个模式用来设计一个表达式解析器，可以为一个语言定义其语法规则，并通过递归解释这些规则来处理该语言的语句。

解释器模式的关键组件

抽象表达式（Abstract Expression）：声明一个抽象的解释操作，这个接口为所有的具体表达式类所共享。

终结符表达式（Terminal Expression）：实现与文法中的终结符相关的解释操作。实现抽象表达式接口。

非终结符表达式（Non-Terminal Expression）：为文法中的非终结符实现解释操作。实现抽象表达式接口，通常包含对其他表达式（终结符或非终结符）的引用。

上下文（Context）：包含解释器之外的一些全局信息，通常用于存储变量的值。

解释器模式的Python实现

下面是一个简单的示例，解释器模式用于计算简单的数学表达式，例如 "3 + 5"。

from abc import ABC, abstractmethod

# 抽象表达式
class Expression(ABC):
    @abstractmethod
    def interpret(self, context):
        pass

# 终结符表达式
class Number(Expression):
    def __init__(self, number):
        self.number = number

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

# 非终结符表达式
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)

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)

class Multiply(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)

class Divide(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)

# 客户端代码
if __name__ == "__main__":
    # 构建表达式树：((3 + 5) * (10 - 2)) / 4
    expression = Divide(
        Multiply(
            Add(Number(3), Number(5)),
            Subtract(Number(10), Number(2))
        ),
        Number(4)
    )

    context = {}  # 上下文
    result = expression.interpret(context)
    print(f"结果: {result}")

解释

1. Number：终结符表达式类，用于表示和解释数字。
2. Add、Subtract、Multiply、Divide：非终结符表达式类，用于表示和解释加法、减法、乘法和除法运算。
3. expression：一个复合表达式，表示数学表达式 ((3 + 5) * (10 - 2)) / 4。
4. interpret 方法：递归地解释表达式并计算结果。

运行结果

结果: 16.0

通过上述代码，你可以看到如何使用解释器模式来解析和计算简单的数学表达式。这个模式可以扩展用于更复杂的语言解析和解释。

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