แบบแผนอินเทอร์พรีเตอร์

แบบแผนตัวแปลคำสั่ง หรือ แบบแผนอินเทอร์พรีเตอร์ (Interpreter pattern) เป็นแบบแผนการออกแบบซอฟต์แวร์ ที่ใช้ในกรณีที่ขอบเขตของปัญหาสามารถถูกอธิบายในลักษณะที่เป็นภาษาและกฎที่แน่นอนตายตัว เราสามารถสร้างคลาสที่เป็นตัวแทนขององค์ประกอบของภาษา จัดเรียงเข้าด้วยกันเพื่ออธิบายปัญหาหนึ่ง ๆ และแปลหรือประเมินผลโดยใช้โครงสร้างที่ได้จัดเรียงไว้นั้น ตัวอย่างเช่น สูตรคณิตศาสตร์ต่าง ๆ หรือยกตัวอย่างให้เฉพาะเจาะจงเช่น สูตรเรขาคณิตสำหรับหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม
พื้นที่รูปสามเหลี่ยม = 1/2 * ความยาวฐาน * ความสูง

**การนำไปใช้งาน**
จากการที่ปัญหาส่วนใหญ่เมื่อถูกอธิบายในแบบที่เป็นนิยามภาษาจะมีลักษณะที่เป็น recursive คือปัญหาใหญ่ ๆ จะถูกแก้ได้โดยการแบ่งแยกเป็นปัญหาย่อย ๆ และแก้ปัญหาย่อย ๆ ลงไปตามลำดับ ๆ จนในที่สุดถึงปัญหาที่ไม่จำเป็นต้องแบ่งย่อยอีก ทำให้องค์ประกอบของแบบแผนอินเทอร์พรีเตอร์มีลักษณะเดียวกับแบบแผนคอมโพสิต
องค์ประกอบของแบบแผนอินเทอร์พรีเตอร์มีดังนี้- อินเตอร์เฟสหรือคลาสแบบแอ็บสแตรคเป็นแม่แบบที่นิยามพฤติกรรมที่แต่ละอ็อบเจกต์ของอินเทอร์พรีเตอร์ต้องมี- คลาสที่สามารถมีองค์ประกอบอื่นของอินเทอร์พรีเตอร์ได้- คลาสที่เป็นส่วนปลาย ไม่สามารถมีองค์ประกอบอื่นได้- คลาสสำหรับเป็นบริบท (context) หรือองค์ประกอบที่ใช้ในการประเมินผล
ไฟล์:W3sDesign Interpreter Design Pattern UML.jpg|frame|center|UML คลาสไดอะแกรมของแบบแผนอินเทอร์พรีเตอร์

**ตัวอย่างโปรแกรม**

**ภาษาจาวา**
ตัวอย่างโปรแกรมเพื่อคำนวณหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยมโดยสูตร พื้นที่รูปสามเหลี่ยม = 1/2 * ความยาวฐาน * ความสูง
อินเตอร์เฟส Expression เป็นแม่แบบของส่วนประกอบต่างๆ ของคอมโพสิต นิยามเมธอด evaluate() เพื่อให้แต่ละองค์ประกอบประเมินผลในส่วนของตัวเองและองค์ประกอบย่อยที่อยู่ภายใต้ ในที่นี้เราใช้ HashMap เป็น context เพื่อส่งผ่านค่าคัวแปรไปให้คลาสชนิด Variable ใช้ในการประเมินผล
import java.util.HashMap;
public interface Expression {
public double evaluate(HashMap context) throws Exception;
}
คลาส Multiplication เปรียบเสมือนเครื่องหมายคูณ สามารถมีองค์ประกอบย่อยได้สองตัวคือตัวคูณข้างซ้ายและตัวคูณข้างขวา
import java.util.HashMap;
public class Multiplication implements Expression {
private final Expression operand1;
private final Expression operand2;
public Multiplication(Expression operand1, Expression operand2) {
this.operand1 = operand1;
this.operand2 = operand2;
}
public double evaluate(HashMap context) throws Exception {
return operand1.evaluate(context) * operand2.evaluate(context);
}
}
คลาส Division เปรียบเสมือนเครื่องหมายหาร สามารถมีองค์ประกอบย่อยได้สองตัวคือตัวถูกหารและตัวหาร
import java.util.HashMap;
public class Division implements Expression {
private final Expression operand1;
private final Expression operand2;
public Division(Expression operand1, Expression operand2) {
this.operand1 = operand1;
this.operand2 = operand2;
}
public double evaluate(HashMap context) throws Exception {
return operand1.evaluate(context) / operand2.evaluate(context);
}
}
คลาส Constant เปรียบเสมือนค่าคงที่ในสมการ ไม่มีองค์ประกอบย่อย
import java.util.HashMap;
public class Constant implements Expression {
private final double value;
public Constant(double value) {
this.value = value;
}
public double evaluate(HashMap context) {
return value;
}
}
คลาส Variable เปรียบเสมือนตัวแปรในสมการ มีหน้าที่หาค่าของตนเองจาก context ไม่มีองค์ประกอบย่อย
import java.util.HashMap;
public class Variable implements Expression {
private final String name;
public Variable(String name) {
this.name = name;
}
public double evaluate(HashMap context) throws Exception {
Double value = context.get(name);
if (value == null)
throw new Exception("Unbound variable: " + name);
return value;
}
}
การเรียกใช้งาน
HashMap context = new HashMap();
context.put("base", 10.0);
context.put("height", 5.0);
Expression two = new Constant(2);
Expression base = new Variable("base");
Expression height = new Variable("height");
Expression multi = new Multiplication(base, height);
Expression triangleArea = new Division(multi, two);
double result = triangleArea.evaluate(context);

**อ้างอิง**
 Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software (ISBN 0-201-63361-2) โดย Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson และ John Vlissides (Gang of four: GoF)

**แหล่งข้อมูลอื่น**
  Interpreter โดย Vince Huston 
หมวดหมู่:การเขียนโปรแกรม