解釋器模式是類的行爲模式,給定一個語言之後,解釋器模式可以定義出其文法的一種表示,並同時提供一個解釋器,客戶端可以使用這個解釋器來解釋這個語言中的句子。爲了加深對於解釋器模式的理解,大家可以先看我的第一篇設計模式—解釋器模式詳解《一》
意圖
給定一個語言,定義它的文法表示,並定義一個解釋器,這個解釋器使用該標識來解釋語言中的句子。
用途
對於一些固定文法構建一個解釋句子的解釋器。
何時使用
如果一種特定類型的問題發生的頻率足夠高,那麼可能就值得將該問題的各個實例表述爲一個簡單語言中的句子。這樣就可以構建一個解釋器,該解釋器通過解釋這些句子來解決該問題。
解決方案
構件語法樹,定義終結符與非終結符。
關鍵代碼
構件環境類,包含解釋器之外的一些全局信息,本文案例適用HashMap。
UML類圖
主要角色
抽象解釋器(AbstractExpression/Expression):聲明一個所有具體表達式都要實現的抽象接口(或者抽象類),接口中主要是一個interpret()方法,稱爲解釋操作。具體解釋任務由它的各個實現類來完成,具體的解釋器分別由終結符解釋器TerminalExpression和非終結符解釋器NonterminalExpression完成。
終結符表達式(TerminalExpression):實現與文法中的元素相關聯的解釋操作,通常一個解釋器模式中只有一個終結符表達式,但有多個實例,對應不同的終結符。終結符一般是文法中的運算單元,比如有一個簡單的公式R=R1+R2,在裏面R1和R2就是終結符,對應的解析R1和R2的解釋器就是終結符表達式。
非終結符表達式(NonterminalExpression):文法中的每條規則對應於一個非終結符表達式,非終結符表達式一般是文法中的運算符或者其他關鍵字,比如公式R=R1+R2中,+就是非終結符,解析+的解釋器就是一個非終結符表達式。非終結符表達式根據邏輯的複雜程度而增加,原則上每個文法規則都對應一個非終結符表達式。
環境角色(Context):這個角色的任務一般是用來存放文法中各個終結符所對應的具體值,比如R=R1+R2,我們給R1賦值100,給R2賦值200。這些信息需要存放到環境角色中,很多情況下我們使用Map來充當環境角色就足夠了。
代碼demo
demo場景:基於某種語言(我這裏用的是Java)模擬解釋加減乘除表達式的解釋和計算,本文測試的場景:(a*b)/(a-b+c)。
創建抽象解釋器
//抽象解釋器
public abstract class AbstractExpression {
public abstract int interpreter(Context context);
}
定義非終結表達式
//非終結表達式:加法
@Data
@AllArgsConstructor
public class Add extends AbstractExpression {
private final AbstractExpression left;
private final AbstractExpression right;
@Override
public int interpreter(Context context) {
return left.interpreter(context) + right.interpreter(context);
}
}
//非終結表達式:減法
@Data
@AllArgsConstructor
public class Subtract extends AbstractExpression {
private final AbstractExpression left;
private final AbstractExpression right;
@Override
public int interpreter(Context context) {
return left.interpreter(context) - right.interpreter(context);
}
}
//非終結表達式:乘法
@Data
@AllArgsConstructor
public class Multiply extends AbstractExpression {
private final AbstractExpression left;
private final AbstractExpression right;
@Override
public int interpreter(Context context) {
return left.interpreter(context) * right.interpreter(context);
}
}
//非終結表達式:除法
@Data
@AllArgsConstructor
public class Division extends AbstractExpression {
private final AbstractExpression left;
private final AbstractExpression right;
@Override
public int interpreter(Context context) {
int right = this.right.interpreter(context);
if (right != 0) {
return left.interpreter(context) / right;
}
return -1;
}
}
定義終結表達式
//終結表達式:變量
@Data
@AllArgsConstructor
public class Variable extends AbstractExpression {
private final String key;
@Override
public int interpreter(Context context) {
return context.getValue(key);
}
}
定義上下文
//環境上下文
@Getter
public class Context {
private final Map<String, Integer> valueMap = Maps.newHashMap();
public void addValue(final String key, final int value) {
valueMap.put(key, Integer.valueOf(value));
}
public int getValue(final String key) {
return valueMap.get(key).intValue();
}
}
測試:(a*b)/(a-b+c)
// (a*b)/(a-b+c)
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context();
context.addValue("a", 6);
context.addValue("b", 9);
context.addValue("c", 1);
Variable a = new Variable("a”);
Variable b = new Variable("b”);
Variable c = new Variable("c”);
AbstractExpression multiplyValue = new Multiply(a, b);
AbstractExpression subtractValue = new Subtract(a, b);
AbstractExpression addValue = new Add(subtractValue, c);
AbstractExpression divisionValue = new Division(multiplyValue, addValue);
log.info("{}", context.getValueMap());
log.info("(a*b)/(a-b+c) = {}", divisionValue.interpreter(context));
}
}
結果
到此解釋器模式的詳解就到此結束了,謝謝閱讀。