概要

Interpreter（インタプリタ）パターンは、
文法ルール（構文）をクラス階層として表現し、式やコマンドを構文木として解釈・評価する設計パターンである。

SQL、正規表現、DSL（ドメイン固有言語）など、構造化された文法を扱うシステムで活用される。

1. なぜInterpreterが必要か？

❌ 条件やルールを文字列ベースで処理すると保守性が低い

if expression == "A AND B":
    ...

→ 文字列分解が煩雑になり、構文が拡張しづらい

✅ 文法をオブジェクトとして構成し、解釈・評価の責務を明確化

expr = And(Variable("A"), Variable("B"))
context = {"A": True, "B": False}
result = expr.interpret(context)

→ 構文の拡張・再利用が容易になり、ミニ言語としても運用可能

2. 基本構造

✅ 抽象式インターフェース

class Expression:
    def interpret(self, context: dict):
        raise NotImplementedError

✅ 終端式（TerminalExpression）

class Variable(Expression):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def interpret(self, context):
        return context.get(self.name, False)

✅ 非終端式（NonTerminalExpression）

class And(Expression):
    def __init__(self, left: Expression, right: Expression):
        self.left = left
        self.right = right

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

class Or(Expression):
    def __init__(self, left: Expression, right: Expression):
        self.left = left
        self.right = right

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

✅ 使用例

expr = Or(Variable("A"), And(Variable("B"), Variable("C")))
context = {"A": False, "B": True, "C": True}

print(expr.interpret(context))  # True

3. Python的応用：ミニDSL構築のための柔軟なパターン

class Equal(Expression):
    def __init__(self, var, value):
        self.var = var
        self.value = value

    def interpret(self, context):
        return context.get(self.var) == self.value

rule = And(Equal("type", "admin"), Equal("status", "active"))
ctx = {"type": "admin", "status": "active"}
print(rule.interpret(ctx))  # True

→ 複雑な条件を文法としてモデル化し、再利用可能なロジックへ

4. 実務ユースケース

✅ フォームバリデーション・入力チェックのDSL

→ IF age > 18 AND country == "JP" のようなルールを式として解釈

✅ 検索条件構築（例：ElasticSearch DSLやクエリビルダ）

→ ユーザ入力を構文木に変換し、柔軟な検索条件を構築

✅ ビジネスルールエンジン（ルールの柔軟な定義と評価）

→ price > 1000 AND category == "book" などのルールを解釈可能に

✅ 教育・演習目的のミニ言語開発（自作インタプリタ）

→ 電卓、ロジック言語、構文木ベースの評価エンジン

5. よくある誤用と対策

❌ 構文が複雑すぎてクラス数が肥大化

→ ✅ 複雑な構文はVisitorやパーサージェネレータに移行検討

❌ 解釈と構文構築の責務が混在する

→ ✅ 構文解析（パース）と評価（インタプリタ）を明確に分離

❌ 再帰評価によるパフォーマンス低下

→ ✅ 中間コードへの変換（AST → Bytecode）やキャッシュ導入を検討

結語

Interpreterパターンとは、“文法をコードに映し、構造化された解釈を可能にする設計”である。

表現を式として定義することで、柔軟かつ安全に条件やロジックを操作可能に
解釈・評価の責務を分離することで、可読性・保守性を高めた設計が可能に
Pythonでは抽象クラスと辞書によって、明快かつ直感的に実装可能

Pythonicとは、“式をコードとして扱い、構文を抽象すること”。
Interpreterパターンはその抽象性を、評価の知性として昇華する技法である。