深入Java设计模式之释器模式

介绍

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。

主要解决：对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

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。

如何解决：构建语法树，定义终结符与非终结符。

关键代码：构建环境类，包含解释器之外的一些全局信息，一般是 HashMap。

应用实例：编译器、运算表达式计算。

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。

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。

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。

注意事项：可利用场景比较少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

 案例

package com.lzhsite.technology.designPattern.Interpreter.FinanceDemo;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;

public class ClientForFinanceDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String expStr = getExpStr();
        HashMap<String, Integer> var = getValue(expStr);
        Calculator calculator = new Calculator(expStr);
        System.out.println("运算结果为：" + expStr + " = " + calculator.run(var));
    }

    public static String getExpStr()
    {
        String in = null;
        System.out.println("请输入表达式：");
        try
        {
            in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
        } catch (IOException exception)
        {
            exception.printStackTrace();
        }
        return in;
    }

    public static HashMap<String, Integer> getValue(String expStr)
    {
        String in = null;
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        for (char ch : expStr.toCharArray())
        {
            if (ch != '+' && ch != '-')
            {
                if (!map.containsKey(String.valueOf(ch)))
                {
                    System.out.print("请输入" + ch + "的值：");
                    try
                    {
                        in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
                    } catch (IOException exception)
                    {
                        exception.printStackTrace();
                    }
                    map.put(String.valueOf(ch), Integer.valueOf(in));
                }
            }
        }
        return map;
    }
}

 

package com.lzhsite.technology.designPattern.Interpreter.FinanceDemo;

import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;

public class Calculator
{
    private Expression expression;

    public Calculator(String expStr)
    {
        Stack<Expression> stack = new Stack<Expression>();
        char[] charArray = expStr.toCharArray();

        Expression left = null;
        Expression right = null;

        for (int i = 0; i < charArray.length; i++)
        {
            switch (charArray[i])
            {
                case '+':
                    left = stack.pop();
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
                    stack.push(new AddExpression(left, right));
                    break;
                case '-':
                    left = stack.pop();
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
                    stack.push(new SubExpression(left, right));
                    break;
                default:
                    stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
            }
        }
        this.expression = stack.pop();
    }

    public int run(HashMap<String, Integer> var)
    {
        return this.expression.interpreter(var);
    }
}

 表达式接口

package com.lzhsite.technology.designPattern.Interpreter.FinanceDemo;

import java.util.HashMap;

public abstract class Expression
{
    public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);
}

运算符号 

package com.lzhsite.technology.designPattern.Interpreter.FinanceDemo;

public abstract class SymbolExpression extends Expression
{
    protected Expression left;
    protected Expression right;

    public SymbolExpression(Expression left, Expression right)
    {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}

package com.lzhsite.technology.designPattern.Interpreter.FinanceDemo;

import java.util.HashMap;

public class SubExpression extends SymbolExpression
{
    public SubExpression(Expression left, Expression right)
    {
        super(left, right);
    }

    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var)
    {
        return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);
    }
}

变量 

package com.lzhsite.technology.designPattern.Interpreter.FinanceDemo;

import java.util.HashMap;

public class VarExpression extends Expression
{
    private String key;

    public VarExpression(String key)
    {
        this.key = key;
    }

    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var)
    {
        return var.get(this.key);
    }
}

示例代码：

https://gitee.com/lzhcode/maven-parent/tree/master/lzh-technology/src/main/java/com/lzhsite/technology/designPattern/Interpreter/FinanceDemo