二十、解释器模式 ( Interpreter Pattern )

解释器模式（Interpreter Pattern）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

解释器模式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

摘要

1、 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

2、 主要解决：

对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器

3、 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

4、 如何解决：

构件语法树，定义终结符与非终结符

5、 关键代码：

构件环境类，包含解释器之外的一些全局信息，一般是 HashMap

6、 应用实例：

编译器、运算表达式计算

7、 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

8、 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

9、 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

10、 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

1、 定义一个接口 Expression 和实现了 Expression 接口的实体类
2、 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
3、 定义类 InterpreterPatternDemo 使用 Expression 类创建规则和演示表达式的解析

范例

1、 创建一个表达式接口

Expression.java

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

2、 创建实现了上述接口的实体类

TerminalExpression.java

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package cn.cmsblogs.gof;

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

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package cn.cmsblogs.gof;

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

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package cn.cmsblogs.gof;

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);
   }
}

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

InterpreterPatternDemo.java

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package cn.cmsblogs.gof;

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"));
   }
}

编译运行以上 Java 范例，输出结果如下

$ javac -d . src/main/cn/cmsblogs/gof/InterpreterPatternDemo.java
$ java  cn.cmsblogs.gof.InterpreterPatternDemo
John is male? true
Julie is a married women? true