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解释器模式(Interpreter)

作者:互联网

一、定义

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。

解释器模式的角色:

抽象表达式角色(AbstractExpression):声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口。这个接口主要是一个interpret()方法,称作解释操作。

终结符表达式角色(Terminal Expression):实现了抽象表达式角色所需求的接口,主要是一个interpret()方法;文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。比如有一个简单的公式:R=R1+R2,在里面R1和R2就是终结符,对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。

非终结符表达式角色(Nonterminal Expression):文法中的每一条规则都需要一个具体的非终结符表达式,非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字。比如R=R1+R2中的“+”就是非终结符,解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。

环境角色(Context):这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值。比如R=R1+R2,我们给R1赋值100,给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中,很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

二、例子

创建一个表达式接口:

package com.wuychn.interpreter;

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

创建实现了上述接口的实体类:

package com.wuychn.interpreter;

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;
    }
}
package com.wuychn.interpreter;

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);
    }

}
package com.wuychn.interpreter;

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);
    }
}

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

package com.wuychn.interpreter;

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"));
    }
}

运行结果:

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

三、优缺点

优点:

解释器是一个简单语法分析工具,它最显著的优点是扩展性,修改语法规则只要修改相应的非终结符表达式就可以了,若扩展语法,则只要增加非终结符类就可以了。

缺点:

解释器模式会引起类膨胀,每个语法都要产生一个非终结符表达式,语法规则比较复杂时,可能产生大量的类文件,难以维护。
解释器模式采用递归调用方法,它导致调试非常复杂。

解释器由于使用了大量的循环和递归,所以当用于解析复杂、冗长的语法时,效率是难以忍受的。


原文:

https://blog.csdn.net/u013256816/article/details/51058049

https://www.runoob.com/design-pattern/interpreter-pattern.html

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标签:解释器,终结符,模式,expr2,表达式,Interpreter,Expression,public,interpret
来源: https://blog.csdn.net/qmqm011/article/details/104065060