设计模式之解释器模式 ——初学

1、定义

解释器模式（interpreter)，给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语句中的句子。

 

2、解决的问题

      如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语句中的句子，这样就可以构造一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

        比方说，我们通常在字符串中搜索匹配的字符或判断一个字符串是否符合我们规定的格式，我们会用到正则表达式，正则表达式就是解释器模式的一种应用，解释器为正则表达式定义了一个文法， 如何表示一个特定的正则表达式，以及如何解释这个正则表达式。

 

3、UML

各个类说明：

• 抽象表达式角色(AbstractExpression): 声明一个抽象的解释操作,这个接口为所有具体表达式角色都要实现的.
• 终结符表达式角色(TerminalExpression): 实现与文法中的元素相关联的解释操作,通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式,但有多个实例对应不同的终结符.
• 终结符就是语言中用到的基本元素,一般不能再被分解,如: x -> xa, 这里a是终结符，因为没有别的规则可以把a变成别的符号，不过x可以变成别的符号，所以x是非终结符.
• 非终结符表达式角色(NonterminalExpression): 文法中的每条规则对应于一个非终结表达式, 非终结表达式根据逻辑的复杂程度而增加,原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式.
• Context：包含解释器之外的全局信息

 

4、应用场景

    当一个语言需要解释执行，并且你课将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可以使用解析器模式。

 

5、使用解析器模式的好处

        用了解析器模式，就意味着可以很容易改变和扩展文法，因为该模式使用类来表示文法规则，我们可以使用继承来改变或扩展文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大题类似，这些类都易于直接编写。

 

6、不足

        解析器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法非常复杂是，使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

 

7、应用

        正则表达式，浏览器等。

 

8、demo

抽象表达式

package com.zcr.interpreter;

//抽象表达式
public abstract class AbstractExpression
{
    public abstract void Interpret(Context contex);
}

 

非终端解析器

package com.zcr.interpreter;

public class NonterminalExpression extends AbstractExpression
{

    @Override
    public void Interpret(Context contex)
    {
        System.out.println("非终端解析器");

    }

}

 

终端解析器

package com.zcr.interpreter;

//终端解析器
public class TerminalExpression extends AbstractExpression
{

    @Override
    public void Interpret(Context contex)
    {
        System.out.println("中断解释器");
    }

}

 

 

package com.zcr.interpreter;

public class Context
{
    private String input;

    public String getInput()
    {
        return input;
    }

    public void setInput(String input)
    {
        this.input = input;
    }
    
    private String output;

    public String getOutput()
    {
        return output;
    }

    public void setOutput(String output)
    {
        this.output = output;
    }
    
}

 

主函数调用测试

package com.zcr.interpreter;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class InterpreterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Context context = new Context();
        List<AbstractExpression> list = new ArrayList<AbstractExpression>();
        list.add(new TerminalExpression());
        list.add(new NonterminalExpression());
        list.add(new TerminalExpression());
        list.add(new TerminalExpression());
        
        for(AbstractExpression exp : list)
        {
            exp.Interpret(context);
        }
        
    }
}

 

结果：