Python解释器模式是一种行为型设计模式,用于定义语言的文法表示并解释执行特定任务。其核心是通过抽象表达式、终结符/非终结符表达式和上下文对象,将语言规则与解释逻辑解耦,适用于需要频繁解析特定语法结构的场景(如数学表达式、查询语言等)。以下是具体实现方法和应用要点:
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定义抽象表达式接口
创建AbstractExpression
基类,声明interpret()
方法作为解释器的统一入口。例如:python复制
class AbstractExpression: def interpret(self, context): pass
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实现终结符与非终结符表达式
- 终结符表达式(如变量、常量)直接返回上下文中的值:
python复制
class TerminalExpression(AbstractExpression): def interpret(self, context): return context.get_value(self)
- 非终结符表达式(如运算符)组合其他表达式实现复杂逻辑:
python复制
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)
- 终结符表达式(如变量、常量)直接返回上下文中的值:
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构建上下文环境
通过Context
类存储解释器所需的变量或状态,例如:python复制
class Context: def __init__(self): self.values = {} def set_value(self, expr, value): self.values[expr] = value def get_value(self, expr): return self.values.get(expr, 0)
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组合与执行解释逻辑
按语法规则组合表达式并调用解释方法:python复制
context = Context() a = TerminalExpression() b = TerminalExpression() context.set_value(a, 10) context.set_value(b, 20) expr = AddExpression(a, b) # 解释为10+20 print(expr.interpret(context)) # 输出30
总结:解释器模式通过分层解析语法结构,显著提升代码可扩展性。但需注意,对于复杂文法可能产生大量类,此时可结合解析器生成工具(如ANTLR)优化设计。