概要

Interpreter（インタプリタ）パターンは、
ある言語や表現を定義し、その文法構造に基づいて文を解釈・実行するためのデザインパターンである。

主に小規模な**ドメイン固有言語（DSL）**や、
表現の解析・評価・翻訳処理などに用いられ、
構文木を構築し、再帰的に評価することが特徴である。

1. なぜInterpreterが必要か？

❌ DSLや条件式を文字列のままif文で処理

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

→ 新しい構文を追加するたびにロジックが肥大化し、拡張性が破綻する

✅ 文法と意味論をクラスで明確に構造化し、評価可能にする

expr = And(Variable("A"), Variable("B"))
expr.interpret(context)

→ 構文解析・意味解釈の責務を分離し、再利用と拡張が容易に

2. 基本構造

✅ AbstractExpression（共通インターフェース）

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

✅ TerminalExpression（終端記号）

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

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

✅ NonTerminalExpression（構文ルール）

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)

✅ Context（評価用の環境）

context = {
    "A": True,
    "B": False
}

✅ 使用例

expr = And(Variable("A"), Variable("B"))
print(expr.interpret(context))  # → False

expr2 = Or(Variable("A"), Variable("B"))
print(expr2.interpret(context))  # → True

3. Python的応用：構文木の文字列→構造変換（簡易パーサ）

def parse(tokens):
    if len(tokens) == 1:
        return Variable(tokens[0])
    else:
        left = Variable(tokens[0])
        op = tokens[1]
        right = Variable(tokens[2])
        if op == "AND":
            return And(left, right)
        elif op == "OR":
            return Or(left, right)

tokens = "A AND B".split()
expr = parse(tokens)
print(expr.interpret({"A": True, "B": True}))  # True

→ 簡易構文解析器としての活用が可能

4. 実務ユースケース

✅ 独自クエリ言語の設計と評価

→ 例: "name == 'Alice' AND age > 30" のような条件式DSLの処理

✅ ルールエンジンの構文解釈

→ ビジネスルールや制御フローを構文木として定義・評価

✅ 数式エンジン・式の評価機能

→ 数学式・論理式の動的な解釈と再利用

✅ マクロ・テンプレート言語の内部処理

→ {% if %} や {% for %} などの制御構造の内部解釈

5. よくある誤用と対策

❌ 複雑な言語構文に無理してInterpreterを適用

→ ✅ Interpreterは小規模なDSLや制限付き文法に適する。複雑な文法にはParser Generatorを使用

❌ Expressionクラスが状態を持ちすぎる

→ ✅ Expressionは構文と評価の責務のみに留める

❌ Contextの設計が曖昧

→ ✅ Contextはシンプルなキー・バリューマップまたは環境クラスで分離する

結語

Interpreterパターンとは、“文をクラスで表現し、評価可能な構造として解釈する構文的設計”である。

言語的な記述（DSL）を、クラス階層と構文木で明示的に構造化
評価処理をオブジェクト化することで、ルールの再利用・動的生成・拡張が可能に
Pythonではシンプルな構文DSLや条件式の評価ロジックを、直感的に構築できる構文設計が可能

Pythonicとは、“コードがそのまま表現になり、意味を持つ”こと。
Interpreterパターンはその設計的な言語化を、構文という形で具現化する知的技法である。