设计模式(行为型)之解释器模式(Interpreter Pattern)

时间：2015-05-06 17:43:52 阅读：129 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

PS一句：最终还是选择CSDN来整理发表这几年的知识点，该文章平行迁移到CSDN。因为CSDN也支持MarkDown语法了，牛逼啊！

【工匠若水 http://blog.csdn.net/yanbober】阅读前一篇《设计模式(行为型)之访问者模式(Visitor Pattern)》http://blog.csdn.net/yanbober/article/details/45536787

概述

解释器模式是类的行为模式。给定一个语言之后，解释器模式可以定义出其文法的一种表示，并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。

核心

概念： 定义一个语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子，这里的“语言”是指使用规定格式和语法的代码。解释器模式是一种类行为型模式。

解释器模式结构重要核心模块：

抽象表达式(Expression)

声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口。这个接口主要是一个interpret()方法，称做解释操作。

终结符表达式(Terminal Expression)

实现了抽象表达式角色所要求的接口，主要是一个interpret()方法；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。比如有一个简单的公式R=R1+R2，在里面R1和R2就是终结符，对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。

非终结符表达式(Nonterminal Expression)

文法中的每一条规则都需要一个具体的非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字，比如公式R=R1+R2中，“+”就是非终结符，解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。

环境(Context)角色

这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值，比如R=R1+R2，我们给R1赋值100，给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中，很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

使用场景

有一个简单的语法规则，比如一个sql语句，如果我们需要根据sql语句进行rm转换，就可以使用解释器模式来对语句进行解释。

一些重复发生的问题，比如加减乘除四则运算，但是公式每次都不同，有时是a+b-c*d，有时是a*b+c-d等，公式千变万化，但是都是由加减乘除四个非终结符来连接的，这时我们就可以使用解释器模式。

解释器模式在实际的系统开发中使用的很少，因为他会引起效率、性能以及维护等问题。

程序猿实例

如下示例简单模拟了加减乘除整数算术运算操作，使用了解释器模式，不做过多操作解释：

package yanbober.github.io;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

//抽象表达式(Expression)
interface Expression {
    int interpret(Context context);
}
//终结符表达式(Terminal Expression)
class Constant implements Expression {
    private int i;

    public Constant(int i) {
        this.i = i;
    }

    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return i;
    }
}

class Variable implements Expression {
    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return context.LookupValue(this);
    }
}
//非终结符表达式(Nonterminal Expression)
class Add implements Expression {
    private Expression left, right;

    public Add(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return left.interpret(context) + right.interpret(context);
    }
}

class Sub implements Expression {
    private Expression left, right;

    public Sub(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return left.interpret(context) - right.interpret(context);
    }
}

class Mul implements Expression {
    private Expression left, right;

    public Mul(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return left.interpret(context) * right.interpret(context);
    }
}

class Div implements Expression {
    private Expression left, right;

    public Div(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    @Override
    public int interpret(Context context) {
        return left.interpret(context) / right.interpret(context);
    }
}
//环境(Context)角色
class Context {
    private Map valueMap = new HashMap<>();

    public void addValue(Variable x, int y) {
        valueMap.put(x, y);
    }

    public int LookupValue(Variable x) {
        return (int) valueMap.get(x);
    }
}

//客户端
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //(a*b)/(a-b+15000)
        Context context = new Context();
        Variable a = new Variable();
        Variable b = new Variable();
        Constant c = new Constant(15000);

        context.addValue(a, 14);
        context.addValue(b, 10000);

        Expression expression = new Div(new Mul(a, b), new Add(new Sub(a, b), c));
        System.out.println("Result = "+expression.interpret(context));
    }
}