Golang解释器模式与表达式计算实现-Golang-PHP中文网

Golang解释器模式与表达式计算实现

P粉602998670

发布： 2025-09-03 10:59:01

原创

450人浏览过

<p>解释器模式通过构建语法树实现表达式计算，适用于数学表达式等结构化语言处理。定义Expression接口及Number、Variable、BinaryOperation等节点类型，分别解释常量、变量和操作符。以"3 + x * 2"为例，构造嵌套的AST并调用Interpret方法，结合变量环境计算结果。支持扩展操作符、解析器集成与性能优化，适合规则动态变化场景。</p>

golang解释器模式与表达式计算实现

在Golang中实现解释器模式，特别适合处理结构化的语言或表达式，比如数学表达式、规则引擎中的条件判断等。通过构建语法树并逐节点解释执行，可以灵活地计算表达式的值。下面介绍如何使用解释器模式实现一个简单的数学表达式计算器。

解释器模式核心思想

解释器模式属于行为型设计模式，它为语言中的每一类表达式定义一个对应的类，并通过组合形成抽象语法树（AST）。每个节点实现相同的解释接口，递归地解释整个表达式。

在表达式计算中，常见的节点类型包括：

数值节点：表示常量，如 5、3.14
变量节点：表示变量，如 x、y
操作符节点：如加、减、乘、除等二元操作

定义表达式接口与节点结构

首先定义一个通用的表达式接口，所有节点都实现该接口：

立即学习“go语言免费学习笔记（深入）”；

type Expression interface {
    Interpret(variables map[string]float64) float64
}

登录后复制

接下来实现具体的节点类型：

会译·对照式翻译

会译是一款AI智能翻译浏览器插件，支持多语种对照式翻译

查看详情

type Number struct {
    value float64
}
<p>func (n *Number) Interpret(_ map[string]float64) float64 {
return n.value
}</p><p>type Variable struct {
name string
}</p><p>func (v *Variable) Interpret(variables map[string]float64) float64 {
return variables[v.name]
}</p><p>type BinaryOperation struct {
left, right Expression
op          byte
}</p><p>func (b <em>BinaryOperation) Interpret(variables map[string]float64) float64 {
leftVal := b.left.Interpret(variables)
rightVal := b.right.Interpret(variables)
switch b.op {
case '+':
return leftVal + rightVal
case '-':
return leftVal - rightVal
case '</em>':
return leftVal * rightVal
case '/':
if rightVal == 0 {
panic("除零错误")
}
return leftVal / rightVal
default:
panic("不支持的操作符")
}
}</p>

登录后复制

构建表达式语法树

以表达式 "3 + x * 2" 为例，其语法树结构如下：

根节点为 '+'，左子树是数值 3，右子树是 '*' 操作
'*' 的左子树是变量 x，右子树是数值 2

代码中构建方式如下：

expr := &BinaryOperation{
    left:  &Number{value: 3},
    right: &BinaryOperation{
        left:  &Variable{name: "x"},
        right: &Number{value: 2},
        op:    '*',
    },
    op: '+',
}
<p>variables := map[string]float64{"x": 4}
result := expr.Interpret(variables) // 结果为 3 + 4*2 = 11</p>

登录后复制