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026.行为型模式_解释器模式.md

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1 概述

提供了评估语言的语法或表达式的方式，它属于行为型模式。这种模式实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。

解释器模式包含以下主要角色。

  • 抽象表达式（Abstract Expression）角色：定义解释器的接口，约定解释器的解释操作，主要包含解释方法 interpret()。
  • 终结符表达式（Terminal Expression）角色：是抽象表达式的子类，用来实现文法中与终结符相关的操作，文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。
  • 非终结符表达式（Nonterminal Expression）角色：也是抽象表达式的子类，用来实现文法中与非终结符相关的操作，文法中的每条规则都对应于一个非终结符表达式。
  • 环境（Context）角色：通常包含各个解释器需要的数据或是公共的功能，一般用来传递被所有解释器共享的数据，后面的解释器可以从这里获取这些值。
  • 客户端（Client）：主要任务是将需要分析的句子或表达式转换成使用解释器对象描述的抽象语法树，然后调用解释器的解释方法，当然也可以通过环境角色间接访问解释器的解释方法。

2 例子

计算器

//创建一个表达式接口。
public interface Expression {
    int interpreter(Context context);//一定会有解释方法
}

//抽象非终结符表达式
public abstract class NonTerminalExpression implements Expression{
    Expression e1,e2;
    public NonTerminalExpression(Expression e1, Expression e2){
        this.e1 = e1;
        this.e2 = e2;
    }
}

//减法表达式实现类
public class MinusOperation extends NonTerminalExpression {

    public MinusOperation(Expression e1, Expression e2) {
        super(e1, e2);
    }

    //将两个表达式相减
    @Override
    public int interpreter(Context context) {
        return this.e1.interpreter(context) - this.e2.interpreter(context);
    }
}

public class PlusOperation extends NonTerminalExpression {

    public PlusOperation(Expression e1, Expression e2) {
        super(e1, e2);
    }

    //将两个表达式相加
    @Override
    public int interpreter(Context context) {
        return this.e1.interpreter(context) + this.e2.interpreter(context);
    }
}


//终结符表达式(终结符表达式)
public class TerminalExpression implements Expression{
    String variable;
    public TerminalExpression(String variable){
        this.variable = variable;
    }
    @Override
    public int interpreter(Context context) {
        return context.lookup(this);
    }
}

//下文类
public class Context {
    private Map<Expression, Integer> map = new HashMap<>();
    //定义变量
    public void add(Expression s, Integer value){
        map.put(s, value);
    }
    //将变量转换成数字
    public int lookup(Expression s){
        return map.get(s);
    }
}

public class TestClient {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        TerminalExpression a = new TerminalExpression("a");
        TerminalExpression b = new TerminalExpression("b");
        TerminalExpression c = new TerminalExpression("c");
        context.add(a, 4);
        context.add(b, 8);
        context.add(c, 2);
        System.out.println(new MinusOperation(new PlusOperation(a,b), c).interpreter(context));
    }
}

3 优缺点

优点：

  • 可扩展性比较好，灵活。
  • 增加了新的解释表达式的方式。
  • 易于实现简单文法。

缺点：

  • 可利用场景比较少。
  • 对于复杂的文法比较难维护。
  • 解释器模式会引起类膨胀。
  • 解释器模式采用递归调用方法。