定義
解釋器（Interpreter）模式給分析對象定義一個語言，並定義該語言的文法表示，再設計一個解析器來解釋語言中的句子。也就是說，用編譯語言的方式來分析應用中的實例。這種模式實現了文法表達式處理的接口，該接口解釋一個特定的上下文。
解釋器模式屬於類行爲型模式。
要點
優點：
- 擴展性好。由於在解釋器模式中使用類來表示語言的文法規則，因此可以通過繼承等機制來改變或擴展文法。
- 容易實現。在語法樹中的每個表達式節點類都是相似的，所以實現其文法較爲容易。
缺點：
- 執行效率較低。解釋器模式中通常使用大量的循環和遞歸調用，當要解釋的句子較複雜時，其運行速度很慢，且代碼的調試過程也比較麻煩。
- 會引起類膨脹。解釋器模式中的每條規則至少需要定義一個類，當包含的文法規則很多時，類的個數將急劇增加，導致系統難以管理與維護。
- 可應用的場景比較少。在軟件開發中，需要定義語言文法的應用實例非常少，所以這種模式很少被使用到。
主要角色：
抽象表達式（Abstract Expression）：定義解釋器的接口，約定解釋器的解釋操作，主要包含解釋方法 interpret()。
終結符表達式（Terminal Expression）：是抽象表達式的子類，用來實現文法中與終結符相關的操作，文法中的每一個終結符都有一個具體終結表達式與之相對應。
非終結符表達式（Nonterminal Expression）：也是抽象表達式的子類，用來實現文法中與非終結符相關的操作，文法中的每條規則都對應於一個非終結符表達式。
環境（Context）：通常包含各個解釋器需要的數據或是公共的功能，一般用來傳遞被所有解釋器共享的數據，後面的解釋器可以從這裏獲取這些值。
場景
解釋器模式實現的關鍵是定義文法規則、設計終結符類與非終結符類、畫出結構圖，必要時構建語法樹。
假如“京津冀”公交車讀卡器可以判斷乘客的身份，如果是【北京】或者【天津】的 “老人” 、 “兒童” 就可以免費乘車，其他人員乘車一次扣 1 元。
實現
/**
* 抽象表達式類
*/
interface Expression {
boolean interpret(String info);
}
/**
* 終結符表達式類
*/
class TerminalExpression implements Expression {
private Set<String> set = new HashSet<>();
public TerminalExpression(String[] data) {
Collections.addAll(set, data);
}
@Override
public boolean interpret(String info) {
return set.contains(info);
}
}
/**
* 非終結符表達式類
*/
class AndExpression implements Expression {
private Expression city;
private Expression person;
public AndExpression(Expression city, Expression person) {
this.city = city;
this.person = person;
}
@Override
public boolean interpret(String info) {
String[] s = info.split("的");
return city.interpret(s[0]) && person.interpret(s[1]);
}
}
/**
* 環境類
*/
class Context {
private String[] citys = {"北京", "天津"};
private String[] persons = {"老人", "兒童"};
private Expression cityPerson;
public Context() {
Expression city = new TerminalExpression(citys);
Expression person = new TerminalExpression(persons);
cityPerson = new AndExpression(city, person);
}
public void freeRide(String info) {
boolean ok = cityPerson.interpret(info);
if (ok) {
System.out.println("您是" + info + "，您本次乘車免費！");
} else {
System.out.println(info + "，您不是免費人員，本次乘車扣費1元！");
}
}
}
public class Client {
/**
* 文法規則
* <expression> ::= <city>的<person>
* <city> ::= 北京 | 天津
* <person> ::= 老人 | 兒童
*/
public static void main(String[] args) {
Context bus = new Context();
bus.freeRide("北京的老人");
bus.freeRide("北京的中年人");
bus.freeRide("天津的婦女");
bus.freeRide("天津的兒童");
bus.freeRide("河北的中年人");
}
}
----------------輸出----------------
您是北京的老人，您本次乘車免費！
北京的年輕人，您不是免費人員，本次乘車扣費1元！
天津的婦女，您不是免費人員，本次乘車扣費1元！
您是天津的兒童，您本次乘車免費！
河北的年輕人，您不是免費人員，本次乘車扣費1元！
源碼
總結
適用場景：
- 當語言的文法較爲簡單，且執行效率不是關鍵問題時。
- 當問題重複出現，且可以用一種簡單的語言來進行表達時。
- 當一個語言需要解釋執行，並且語言中的句子可以表示爲一個抽象語法樹的時候，如 XML 文檔解釋。
解釋器模式在實際的軟件開發中使用比較少，因爲它會引起效率、性能以及維護等問題。如果碰到對表達式的解釋，在 Java 中可以用 Expression4J 或 Jep 等來設計。