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。
解释器模式给定一个语言，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言中的句子。
这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。
意图
定义一种语言的文法表示，并创建一个解释器，该解释器能够解释该语言中的句子。。
主要解决的问题
- 解释器模式用于构建一个能够解释特定语言或文法的句子的解释器。
使用场景
- 当某一特定类型的问题频繁出现，并且可以通过一种简单的语言来表达这些问题的实例时。
实现方式
- 定义文法：明确语言的终结符和非终结符。
- 构建语法树：根据语言的句子构建对应的语法树结构。
- 创建环境类：包含解释过程中所需的全局信息，通常是一个HashMap。
关键代码
- 终结符与非终结符：定义语言的文法结构。
- 环境类：存储解释过程中需要的外部环境信息。
应用实例
- 编译器：解释器模式可以用于编译器设计，将源代码解释为目标代码。
- 正则表达式：解释器模式可以用于解析和执行正则表达式。
- SQL解析：解释器模式可以用于解析和执行SQL语句。
优点
- 可扩展性好：容易添加新的解释表达式的方式。
- 灵活性：可以根据需要轻松扩展或修改文法。
- 易于实现简单文法：对于简单的语言，实现起来相对容易。
缺点
- 使用场景有限：只适用于适合使用解释的简单文法。
- 维护困难：对于复杂的文法，维护和扩展变得困难。
- 类膨胀：可能会产生很多类，每个文法规则对应一个类。
- 递归调用：解释器模式通常使用递归调用，这可能难以理解和跟踪。
使用建议
- 在需要解释执行语言中的句子时，考虑使用解释器模式。
- 确保文法简单，以避免系统变得过于复杂。
注意事项
- 解释器模式在 Java 中可能不是首选，如果遇到适用场景，可以考虑使用如expression4J之类的库来代替。
结构
解释器模式包含以下几个主要角色：
抽象表达式（Abstract Expression）：定义了解释器的抽象接口，声明了解释操作的方法，通常是一个抽象类或接口。
终结符表达式（Terminal Expression）：实现了抽象表达式接口的终结符表达式类，用于表示语言中的终结符（如变量、常量等），并实现了对应的解释操作。
非终结符表达式（Non-terminal Expression）：实现了抽象表达式接口的非终结符表达式类，用于表示语言中的非终结符（如句子、表达式等），并实现了对应的解释操作。
上下文（Context）：包含解释器之外的一些全局信息，在解释过程中提供给解释器使用，通常用于存储变量的值、保存解释器的状态等。
客户端（Client）：创建并配置具体的解释器对象，并将需要解释的表达式传递给解释器进行解释。
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。
步骤 1
创建一个表达式接口。
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。
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 {
public static Expression getMaleExpression(){
Expression robert = new TerminalExpression("Robert");
Expression john = new TerminalExpression("John");
return new OrExpression(robert, john);
}
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：
John is male? true
Julie is a married women? true
Siskin.xu
sis***@sohu.com
Python 代码：
# Interpreter Pattern with Python Code from abc import abstractmethod,ABCMeta #创建一个表达式接口 class Expression(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def interpret(self, inContext): pass # 创建实现Expression接口的实体类 class TerminalExpression(Expression): _data = "" def __init__(self,inData): self._data = inData def interpret(self,inContext): if inContext.find(self._data) >= 0: return True return False class OrExpression(Expression): _expr1 = None _expr2 = None def __init__(self,inExpr1,inExpr2): self._expr1 = inExpr1 self._expr2 = inExpr2 def interpret(self, inContext): return self._expr1.interpret(inContext) or self._expr2.interpret(inContext) class AndExpression(Expression): _expr1 = None _expr2 = None def __init__(self,inExpr1,inExpr2): self._expr1 = inExpr1 self._expr2 = inExpr2 def interpret(self, inContext): return self._expr1.interpret(inContext) and self._expr2.interpret(inContext) # 调用输出 if __name__ == '__main__': # 规则：Robert和John是男性 def getMaleExpression(): robert = TerminalExpression("Robert") john = TerminalExpression("John") return OrExpression(robert,john) # 规则：Julie是一个已婚的女性 def getMarriedWomanExpression(): julie = TerminalExpression("Julie") married = TerminalExpression("Married") return AndExpression(julie,married) isMale = getMaleExpression() isMarriedWoman = getMarriedWomanExpression() print("John is male? " + str(isMale.interpret("John"))) print("Julie is a married women? " + str(isMarriedWoman.interpret("Married Julie")))Siskin.xu
sis***@sohu.com
olly liang
oll***ang@outlook.com
C# 代码：
public interface IExpression { bool Interpret(string context); } public class TerminalExpression : IExpression { private string _data; public TerminalExpression(string data) { this._data = data; } public bool Interpret(string context) { if (context.Contains(_data)) { return true; } return false; } } public class OrExpression : IExpression { private IExpression _expr1 = null; private IExpression _expr2 = null; public OrExpression(IExpression expression1, IExpression expression2) { this._expr1 = expression1; this._expr2 = expression2; } public bool Interpret(string context) { return _expr1.Interpret(context) || _expr2.Interpret(context); } } public class AndExpression : IExpression { private IExpression _expr1 = null; private IExpression _expr2 = null; public AndExpression(IExpression expression1, IExpression expression2) { this._expr1 = expression1; this._expr2 = expression2; } public bool Interpret(string context) { return _expr1.Interpret(context) && _expr2.Interpret(context); } } public class InterpreterPatternDemo { public static IExpression GetMaleExpression() { IExpression robert = new TerminalExpression("Robert"); IExpression john = new TerminalExpression("John"); return new OrExpression(robert, john); } public static IExpression GetMarriedWomanExpression() { IExpression julie = new TerminalExpression("Julie"); IExpression married = new TerminalExpression("Married"); return new AndExpression(julie, married); } public static void Execute() { IExpression isMale = GetMaleExpression(); Console.WriteLine($"John is male? {isMale.Interpret("John")}"); IExpression isMarriedWoman = GetMarriedWomanExpression(); Console.WriteLine($"Julie is a married women? {isMarriedWoman.Interpret("Married Julie")}"); } }olly liang
oll***ang@outlook.com