设计模式学习笔记——解释器模式

解释器模式

解释器模式，给定一种语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。（行为类模式）

结构图

抽象解释器AbstractExpression：声明一个所有具体表达式都要事先的抽象接口，接口中主要是一个interpret()方法，称作解释操作。具体解释任务由它的各个实现类完成，具体的解释器分别由终结解释器TerminalExpression和非终结解释器NonTerminalExpression完成。

终结符表达式：实现与文法中的元素相关联的解释操作，通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式，但有多个实例，对应不同的终结符。终结符一半是文法中的运算单元，比如有一个简单的公式R=R1+R2，在这里面R1和R2解释终结符，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：文法中的每条规则对应于一个非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字，比如公式R=R1+R2，+就是非终结符，解析+的解释器就是一个非终结符表达式。非终结符表达式根据逻辑的复杂程度而增加，原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式。

环境角色：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，给R1复制100，R2复制200.一般都用Map来充当环境角色。

demo

Context类：

/**
* 需要解释的内容
*
* @author xukai 2016年4月30日 下午9:53:45
*
*/
public class Context {

}

解释器：

/**
* 抽象解释器
*
* @author xukai 2016年4月30日 下午9:54:25
*
*/
public abstract class Expression {

public abstract Object interpreter(Context context);

}

具体解释器：

/**
* 终结符解释器
*
* @author xukai 2016年4月30日 下午9:55:56
*
*/
public class TerminalExpression extends Expression {

@Override
public Object interpreter(Context context) {
return null;
}

}

/**
* 非终结符解释器
*
* @author xukai 2016年4月30日 下午9:56:18
*
*/
public class NonTerminalExpression extends Expression {

public NonTerminalExpression(Expression... expressions) {
}

@Override
public Object interpreter(Context context) {
return null;
}

}

客户端：

import java.util.Stack;

public class Client {

public static void main(String[] args) {

Context context = new Context();
Stack stack = new Stack();
stack.push(context);
for(int i = 0;; // 语法判断，递归调用
){
Expression exp = (Expression) stack.pop();
exp.interpreter(context);
}
}

}

文法递归的代码部分根据具体实际情况实现。抽象表达式是生成语法集合的关键，每个非终结表达式解释一个最小的语法单元，通过递归将语法单元组合成完整的文法。

总结

优缺点

优点，扩展性好，修改语法规则只需要修改相应的非终结符就可以了，扩展语法，即增加非终结类。

缺点，每个语法都需要产生一个非终结符表达式，语法规则复杂，维护麻烦。使用了大量循环和递归，效率十分地低。

适用场景

1.语法规则简单，如：SQL语句进行rm装换。

2.重复发生的问题。如：加减乘除四则运算,a+b-c*d和a*b+c*d，都是四个非终结符连接的。可以使用

（维护麻烦，另外需要对文法非常了解，易懂，所以开发中使用的很少，最重要的是效率和性能等问题）