解释器模式

《大话设计模式》第27章读书笔记,介绍解释器模式

Posted by GrayWind on November 22, 2018

解释器模式(Interpreter)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。解释器模式需要解决的是,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。比如,解释器为正则表达式定义了一个文法,如何表示一个特定的正则表达式,以及如何解释这个正则表达式。

interpreter

AbstractExpression抽象表达式,声明一个抽象的解释操作,这个接口为抽象语法树中所有的结点所共享

public interface AbstractExpression {
	public void interpret(Context context);
}

TerminalExpression终结符表达式,实现与文法中的终结符相关联的解释操作

public class TerminalExpression implements AbstractExpression {

	@Override
	public void interpret(Context context) {
		System.out.println("终端解释器");
	}

}

NonterminalExpression非终结符表达式,为文法中的非终结符实现解释操作。对文法中的每一条规则R1、R2……Rn都需要一个具体的非终结符表达式类。通过实现抽象表达式的interpret()方式实现解释操作。解释操作以递归的方式调用上面所提到的代表R1、R2……Rn中各个符号的实例变量

public class NonterminalExpression implements AbstractExpression {

	@Override
	public void interpret(Context context) {
		System.out.println("非终端解释器");
	}

}

Context包含解释器之外的一些全局信息

public class Context {
	private String input;
	private String output;

	public String getInput() {
		return input;
	}

	public void setInput(String input) {
		this.input = input;
	}

	public String getOutput() {
		return output;
	}

	public void setOutput(String output) {
		this.output = output;
	}
}

客户端代码,构建表示该文法定义的语言中一个特定的句子的抽象语法树,调用该解释操作。

public class InterpreteTest {
	public static void main(String[] args) {
		Context context = new Context();
		List<AbstractExpression> list = new ArrayList<>();
		list.add(new TerminalExpression());//终端解释器
		list.add(new NonterminalExpression());//非终端解释器
		list.add(new TerminalExpression());//终端解释器
		list.add(new TerminalExpression());//终端解释器

		for (AbstractExpression exp : list) {
			exp.interpret(context);
		}
	}
}

解释器模式就如同你开发了一个编程语言或者脚本给自己活别人用。通常当有一个语言需要解释执行,并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时,可使用解释器模式。解释器模式的优点在于,可以容易地改变和扩展文法,因为该模式使用类来表示文法规则,你可以使用继承来改变或扩展该文法。也比较容易实现文法,因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大体类似,这些类都易于直接编写。解释器模式的不足在于,为文法中的每一条规则至少定义了一个类,因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法非常复杂时,使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。