Шаблон Интерпретатор в PHP

Что это такое

Паттерн Interpreter вычисляет предложения небольшого языка, строя дерево объектов-выражений — каждый узел умеет вычислять себя сам. Числа вычисляются в себя же; узел сложения вычисляет две свои части и складывает их.

Он подходит для небольших языков: фильтров, формул, простых правил. Настоящие языки требуют настоящих инструментов разбора.

Пример: крошечный калькулятор

Вход 3 + 4 - 2 превращается в дерево узлов Number, Add и Subtract. Один вызов interpret() у корня вычисляет всё выражение.

Каждый узел вычисляет себя сам

parse строит дерево слева направо; interpret() обходит его. Поддержка * была бы одним новым классом узла — существующие остаются нетронутыми.

Напишите PHP-скрипт с паттерном Interpreter: интерфейс Expression с методом interpret, узлы Number, Add и Subtract, а также функцию parse, которая превращает строку вида "3 + 4 - 2" в дерево выражения слева направо. Вычислите выражение и выведите равенство вместе с его результатом.

> Вывод: PHP-скрипт

Prompt

Напишите PHP-скрипт с паттерном Interpreter: интерфейс Expression с методом interpret, узлы Number, Add и Subtract, а также функцию parse, которая превращает строку вида "3 + 4 - 2" в дерево выражения слева направо. Вычислите выражение и выведите равенство вместе с его результатом.

Вывод: PHP-скрипт

<?php

// Каждый узел знает, как вычислить себя.
interface Expression {
  public function interpret(): int;
}

class Number implements Expression {
  public function __construct(private int $value) {}

  public function interpret(): int {
    return $this->value;
  }
}

class Add implements Expression {
  public function __construct(
    private Expression $left,
    private Expression $right,
  ) {}

  public function interpret(): int {
    return $this->left->interpret() + $this->right->interpret();
  }
}

class Subtract implements Expression {
  public function __construct(
    private Expression $left,
    private Expression $right,
  ) {}

  public function interpret(): int {
    return $this->left->interpret() - $this->right->interpret();
  }
}

function parse(string $input): Expression {
  $parts = explode(" ", $input);
  $expr = new Number((int) $parts[0]);

  for ($i = 1; $i < count($parts); $i += 2) {
    $number = new Number((int) $parts[$i + 1]);
    $expr = $parts[$i] === "+" ? new Add($expr, $number) : new Subtract($expr, $number);
  }
  return $expr;
}

$input = "3 + 4 - 2";
echo $input, " = ", parse($input)->interpret(), "\n";

Когда его применять

Применяйте, когда пользователи или конфигурации выражают логику на небольшом языке вашей разработки: фильтры поиска, формулы расчёта цен, правила проверки.

Не применяйте, когда «язык» — это три фиксированных варианта (используйте match) или, наоборот, настоящий язык (используйте генератор парсеров или готовый движок).

Плюсы и минусы

Плюсы: грамматика отображается один в один на небольшие классы; новые операции — это новые классы узлов; деревья выражений можно строить, проверять и использовать повторно.

Минусы: с ростом грамматики становится тяжело; разбор всё равно приходится писать самому; производительность скромная по сравнению с скомпилированной логикой.