解释器模式-看这一篇就够了

解释器模式

解释器模式(Interpreter Pattern)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。

介绍

意图:给定一个语言,定义它的文法表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

主要解决:对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

何时使用: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言中的句子。这样就可以构建一个解释器,该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

如何解决:构建语法树,定义终结符与非终结符。

关键代码:构建环境类,包含解释器之外的一些全局信息,一般是 HashMap。

应用实例:编译器、运算表达式计算。

优点: 1、可扩展性比较好,灵活。 2、增加了新的解释表达式的方式。 3、易于实现简单文法。

缺点: 1、可利用场景比较少。 2、对于复杂的文法比较难维护。 3、解释器模式会引起类膨胀。 4、解释器模式采用递归调用方法。

使用场景: 1、可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。 2、一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。 3、一个简单语法需要解释的场景。

注意事项:可利用场景比较少,JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

实现

我们将创建一个接口 Expression 和实现了 Expression 接口的实体类。定义作为上下文中主要解释器的 TerminalExpression 类。其他的类 OrExpression、AndExpression 用于创建组合式表达式。

InterpreterPatternDemo,我们的演示类使用 Expression 类创建规则和演示表达式的解析。

解释器模式的 UML 图
Title

步骤

步骤 1

创建一个表达式接口。

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Expression.java
public interface Expression {
public boolean interpret(String context);
}

步骤 2

创建实现了上述接口的实体类。

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TerminalExpression.java
public class TerminalExpression implements Expression {

private String data;

public TerminalExpression(String data){
this.data = data;
}

@Override
public boolean interpret(String context) {
if(context.contains(data)){
return true;
}
return false;
}
}
OrExpression.java
public class OrExpression implements Expression {

private Expression expr1 = null;
private Expression expr2 = null;

public OrExpression(Expression expr1, Expression expr2) {
this.expr1 = expr1;
this.expr2 = expr2;
}

@Override
public boolean interpret(String context) {
return expr1.interpret(context) || expr2.interpret(context);
}
}
AndExpression.java
public class AndExpression implements Expression {

private Expression expr1 = null;
private Expression expr2 = null;

public AndExpression(Expression expr1, Expression expr2) {
this.expr1 = expr1;
this.expr2 = expr2;
}

@Override
public boolean interpret(String context) {
return expr1.interpret(context) && expr2.interpret(context);
}
}

步骤 3

InterpreterPatternDemo 使用 Expression 类来创建规则,并解析它们。

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InterpreterPatternDemo.java
public class InterpreterPatternDemo {

//规则:Robert 和 John 是男性
public static Expression getMaleExpression(){
Expression robert = new TerminalExpression("Robert");
Expression john = new TerminalExpression("John");
return new OrExpression(robert, john);
}

//规则:Julie 是一个已婚的女性
public static Expression getMarriedWomanExpression(){
Expression julie = new TerminalExpression("Julie");
Expression married = new TerminalExpression("Married");
return new AndExpression(julie, married);
}

public static void main(String[] args) {
Expression isMale = getMaleExpression();
Expression isMarriedWoman = getMarriedWomanExpression();

System.out.println("John is male? " + isMale.interpret("John"));
System.out.println("Julie is a married women? "
+ isMarriedWoman.interpret("Married Julie"));
}
}

步骤 4

执行程序,输出结果:

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John is male? true
Julie is a married women? true