解释Python 3.6中的AST：isinstance vs. monkey-patching vs. visit_NodeType vs. macros？

Interpreting ASTs in Python 3.6: isinstance vs. monkey-patching vs. visit_NodeType vs. macros?

假设我想写一个小翻译可以用二进制运算计算表达式Plus、一元运算Negate和整数常量。

我目前只对AST的解释感兴趣，为了简单起见，让我们跳过标记化技术和解析。

在haskell中，有一种或多或少规范的方法可以做到这一点：

1
2
3
4
5
6
7
8

data Ast = Plus Ast Ast | Negate Ast | IntConst Int

ev :: Ast -> Int
ev (Plus a b) = (ev a) + (ev b)
ev (Negate x) = - (ev x)
ev (IntConst i) = i

main = print $ show $ ev $ (Plus (IntConst 50) (Negate $ IntConst 8))

现在，python 3.6似乎没有代数数据类型。我的问题是似乎有很多可能的解决办法。最明显的一个正在使用isinstance：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

class Plus:
def __init__(self, first, second):
self.first = first
self.second = second

class Negate:
def __init__(self, first):
self.first = first

class IntConst:
def __init__(self, value):
self.value = value

def ev(ast):
if isinstance(ast, Plus):
return ev(ast.first) + ev(ast.second)
elif isinstance(ast, Negate):
return - ev(ast.first)
elif isinstance(ast, IntConst):
return ast.value

print(ev(Plus(IntConst(50), Negate(IntConst(8)))))

号

这可以按预期工作并打印42，但看起来有点吵。

这里还有几个选项，但每个选项都有一些缺点：

使用猴子修补：例如，本例定义了一堆???_execute。方法，然后将它们附加到表示AST的元素。这个看起来很可怕对我来说(我不想知道如果我试图执行会发生什么两个独立的AST，两个不同的口译员并行：每件事都会休息，对吗？).

定义一个通用的NodeVisitor。它对每种类型的ast节点都有一个visit_???方法，然后进行一些调度从字符串和类的名称中粘贴正确的方法名传递给visit方法的实例。这个看起来有点结实，但我不喜欢方法名将被永久重新生成：解释器应集中于AST，不是生成自己的源代码(方法名)。

使用一些显然可以生成case类的附加宏小控件。我现在不想使用任何第三方工具，我想要一点尽可能独立于其他所有内容的脚本。

我没有找到这个相关问题的答案令人满意，因为唯一的答案只是链接到一些外部工具，而且它不再被维护。

那么，在python 3.6.x中是否有一些标准的方法来定义AST的解释程序？没有上述缺点吗？还是我应该坚持使用isinstance？或实现良好的Java风格的EDCOX1×9(不确定它是否被认为是Pythic)？

编辑

利用@juanpa.arrivilaga提出的functools方案，我得出了以下结论：

使用collections.namedtuple和functools.singledispatch：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

from collections import namedtuple
from functools import singledispatch

Plus = namedtuple('Plus', ['left', 'right'])
Negate = namedtuple('Negate', ['arg'])
IntConst = namedtuple('IntConst', ['value'])

@singledispatch
def ev(x): raise NotImplementedError("not exhaustive: %r" % (type(x)))
ev.register(Plus, lambda p: ev(p.left) + ev(p.right))
ev.register(Negate, lambda n: -ev(n.arg))
ev.register(IntConst, lambda c: c.value)

print(ev(Plus(IntConst(50), Negate(IntConst(8)))))

但是，如果ev是一种方法，它似乎不起作用，因为它不能在self参数上调度(见这个相关问题)，所以我只能得到一个函数ev，但没有一个实例表示交互方。