解释器模式

小灰灰 2020-06-13 05:43 684阅读 0赞

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][format_png]

#### 步骤 1 ####

创建一个表达式接口。

*Expression.java*

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

#### 步骤 2 ####

创建实现了上述接口的实体类。

*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。

*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 ####

验证输出。

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

[format_png]: ![](/images/1592027017636.jpg)