走穿java23种设计模式，最后一个设计模式--23解释器模式详解

男娘i 2022-05-23 09:59 187阅读 0赞

# 走穿java23种设计模式–23解释器模式详解 #

解释器模式是一种按照规定语法对表达式进行解析的方案，在项目中较少使用。

## 一.解释器模式的现实场景 ##

蔡梁是一个军事迷，他特别喜欢看《特种兵作战》子类的电视剧和电影。他尤其喜欢里面的手语，通过手语同伴之间能过相互交流并作出准确的行动。他也经常和相邀一起去玩真人版CS，在真人版CS中他们也模仿电视剧或者电影里面的特种兵作战，他们手语的意思，然后用手语传达消息，他们玩得不亦乐乎。  
在上面场景中，特种兵执行任务的时候，通常使用手语来传递消息，然后做出相应的行动，这类似于设计模式中的解释器模式。

## 二.解释器模式（Interpreter Pattern）的定义 ##

给定一门语言，定义它的语法的一种表示，并定义一种解释器，该解释器使用该方法来解释语言中的语句

## 三.解释器模式的类图 ##

![1][]

## 四.解释器模式的五个角色 ##

### 1.抽象表达式（Abstract Expression）角色 ###

该角色声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口，该接口只要是含有一个解释器操作interpreter（）方法

### 2.终结符表达式（Terminal Expression）角色 ###

该角色实现了抽象表达式角色所需要的接口，文法中的每一个终结符都会有一个具体终结表达式与之相对应。

### 3.非终结符表达式（Norterminal Expression）角色 ###

该角色是一个具体角色，文法中的每一条规则都对应一个非终结符表达式类。

### 4. 环境（Context）角色 ###

该角色提供解释器之外的全局信息。

### 5.客户端（Client）角色 ###

该角色创建一个抽象语法树，调用解释器操作方法。

## 五.解释器模式的优缺点 ##

### 解释器模式中的优点 ###

#### 1.简单的语法解析工具 ####

#### 2.扩展性良好，若修改语法规则，只要修改相应的非终结符表达式即可，若扩展语法，只要增加非终结符类即可。 ####

### 解释权模式的缺点 ###

#### 1.解释器模式会引起类膨胀。每一个语法都要产生一个非终结符表达式，语法比较复杂时可能会产生大量的类文件，不易维护。 ####

#### 2.采用递归方法。每个非终结符表达只关心与自己有关的表达式，每个表达式想要知道最终的结果，必须一层一层剥茧，无论是面向过程的语言还是面向对象的语言，递归都是要在必要条件下才能使用的，它使程序不易调试。 ####

## 六.解释器模式的使用场景 ##

### 1.重复发生的问题可以使用解释器模式。 ###

比如：多个应用服务器。每天产生大量的日志，系统需要对日志进行分析处理。由于各个服务器的日志格式不同，但是数据要素是相同的，按照解释器的说法就是终结符表达式都是相同的，非总结表达式就需要制定。

### 2.一个简单语法需要解释的场景。 ###

## 七.解释器模式的示例 ##

这里使用现实场景中的加减乘除运算做代码示例。

## 示例的类图 ##

![2][]

## 示例的代码 ##

### 1.抽象表达式角色：算式表达式ArithmeticExpression ###

package p23_interpreter;
    
    /**
     * 抽象表达式角色：算式表达式
     */
    public interface ArithmeticExpression {
        
        //根据保存的值做出相应的运行并返回结果（子类做实际运算）
        int interpret(Variables variables);
    }

### 2.终结符表达式：算术表达式中的变量Variable ###

package p23_interpreter;
    
    /**
     * 终结符表达式：算术表达式中的变量
     */
    public class Variable implements ArithmeticExpression{
        
    
        //根据原本定义的符号（对象），获取到对应的数值
        //比如X知道自己是10.。。
        @Override
        public int interpret(Variables variables) {
            return variables.get(this);
        }
    }

### 3. 环境角色：Variables ###

package p23_interpreter;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * 环境角色：使用Map保存各个变量的值：符号（对象）+数值
     * 比如，固定X的值10，Y的值为100等等
     */
    public class Variables {
        
    
        Map<Variable, Integer> map = new HashMap<>();
    
        public void put(Variable variable, int value) {
            map.put(variable, value);
        }
    
        public int get(Variable variable) {
            return map.get(variable);
        }
    
    }

### 4.非终结符表达式角色：加法运算 Plus ###

package p23_interpreter;
    
    
    /**
     * 非终结符表达式角色：加法运算
     */
    public class Plus implements ArithmeticExpression {
        
        ArithmeticExpression left;
        ArithmeticExpression right;
    
        //传入要运算的符号(对象),比如这里传入x,y,不过这里的x,y在其他地方已经被定义好数值的
        public Plus(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
            this.left = left;
            this.right = right;
    
        }
    
    
        //Variables是一个Map里面具体的数据
        //这里通过interpret方法得到Map里面的具体数值，比如上面说的传入x，y那么interpret后就得到他们对应的数值
        //最后相加得到想要的结果
        @Override
        public int interpret(Variables variables) {
            return left.interpret(variables)+right.interpret(variables);
        }
    }

### 5.非终结符表达式角色：减法运算 Subtract ###

package p23_interpreter;
    
    
    /**
     * 非终结符表达式角色：减法运算
     */
    public class Subtract implements ArithmeticExpression {
        
        ArithmeticExpression left;
        ArithmeticExpression right;
    
        //传入要运算的符号(对象),比如这里传入x,y,不过这里的x,y在其他地方已经被定义好数值的
        public Subtract(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
            this.left = left;
            this.right = right;
    
        }
    
    
        //Variables是一个Map里面具体的数据
        //这里通过interpret方法得到Map里面的具体数值，比如上面说的传入x，y那么interpret后就得到他们对应的数值
        //最后相减得到想要的结果
        @Override
        public int interpret(Variables variables) {
            return left.interpret(variables) - right.interpret(variables);
        }
    }

### 6.非终结符表达式角色：乘法运算 Multiply ###

package p23_interpreter;
    
    
    /**
     * 非终结符表达式角色：乘法运算
     */
    public class Multiply implements ArithmeticExpression {
        
        ArithmeticExpression left;
        ArithmeticExpression right;
    
        //传入要运算的符号(对象),比如这里传入x,y,不过这里的x,y在其他地方已经被定义好数值的
        public Multiply(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
            this.left = left;
            this.right = right;
    
        }
    
    
        //Variables是一个Map里面具体的数据
        //这里通过interpret方法得到Map里面的具体数值，比如上面说的传入x，y那么interpret后就得到他们对应的数值
        //最后相乘得到想要的结果
        @Override
        public int interpret(Variables variables) {
            return left.interpret(variables) * right.interpret(variables);
        }
    }

### 7.非终结符表达式角色：除法运算 Division ###

package p23_interpreter;
    
    
    /**
     * 非终结符表达式角色：除法运算
     */
    public class Division implements ArithmeticExpression {
        
        ArithmeticExpression left;
        ArithmeticExpression right;
    
        //传入要运算的符号(对象),比如这里传入x,y,不过这里的x,y在其他地方已经被定义好数值的
        public Division(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
            this.left = left;
            this.right = right;
    
        }
    
    
        //Variables是一个Map里面具体的数据
        //这里通过interpret方法得到Map里面的具体数值，比如上面说的传入x，y那么interpret后就得到他们对应的数值
        //最后相除得到想要的结果
        @Override
        public int interpret(Variables variables) {
            return left.interpret(variables)/ right.interpret(variables);
        }
    }

### 8.客户端：测试类InterpreterDemo ###

package p23_interpreter;
    
    /**
     * 客户端：测试类
     */
    public class InterpreterDemo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
            //定义可以存放变量对象和变量值数据的对象
            Variables variables = new Variables();
    
            //定义变量符号（对象）,分别定义x，y，z
            Variable x = new Variable();
            Variable y = new Variable();
            Variable z = new Variable();
    
            //分别給x，y，z定义具体的数值
            variables.put(x, 10);
            variables.put(y, 20);
            variables.put(z, 30);
    
            //计算x*（y+z/x）-x
            //这里拆分写
            //1. 计算除法z/x
            Division division = new Division(z, x);
            //2.计算加法y+z/x
            Plus plus = new Plus(y, division);
            //3.计算乘法x*（y+z/x）
            Multiply multiply = new Multiply(x, plus);
            //4.最后计算减法：x*（y+z/x）-x
            Subtract subtract = new Subtract(multiply, x);
    
            //获取最终的结果（把x，y，z的具体值的对象传进去）
            int result = subtract.interpret(variables);
    
            //得到结果：220
            System.out.println("result=" + result);
    
    
        }
    
    }

## 程序运行结果； ##

result=220

其实解释器模式就像我们数学中很多算式中那样，如果好多地方用到几个具体的值，比如用x，y表示，  
后面很多地方如果用到用到这两个值，只需要用x，y表示，就可以了，这样看起来简洁明了！

状态模式模式就为大家介绍到这里。

大家如果对其他设计模式有兴趣可以看看我之前的博客：

22状态模式：[https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/80558128][https_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_80558128]

21访问者模式：[https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/80546326][https_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_80546326]

20备忘录模式：[https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/80468151][https_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_80468151]

19观察者模式：[https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/80330335][https_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_80330335]

18中介者模式：[https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/79394668][https_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_79394668]

17迭代器模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/79343423][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_79343423]

16策略模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/79336521][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_79336521]

15责任链模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/79333899][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_79333899]

14命令模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/79323404][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_79323404]

13模板方法模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/79284870][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_79284870]

12享元模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78724677][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78724677]

11外观模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78639087][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78639087]

10桥梁模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78566532][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78566532]

9组合模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78463190][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78463190]

8适配器模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78389326][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78389326]

7装饰模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78336273][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78336273]

6代理模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78209493][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78209493]

创建型模式详解：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78175558][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78175558]

5原型模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78167984][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78167984]

4建造者模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78163855][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78163855]

3抽象工厂模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78153437][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78153437]  
2工厂方法模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/78129065][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_78129065]  
可以仔细对比一下工厂方法模式和抽象工厂模式，看看概念，看看类图，看看代码，就会明白了。

1单例模式：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/77882203][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_77882203]

java 23种设计模式介绍：[http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/54601909][http_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_54601909]

# 共勉；你若盛开，蝴蝶自来。 #

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[https_blog.csdn.net_wenzhi20102321_article_details_80558128]: https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/80558128
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