深入理解Java设计模式之解释器模式
作者：一指流砂~
一、什么是解释器模式
定义：给定一个语言，定义一个文法的一种表示， 并定义一个解释器， 这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
解释器模式所涉及的角色如下所示：
（1）抽象表达式(Expression)角色：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，称做解释操作。
（2）终结符表达式(Terminal Expression)角色：实现了抽象表达式角色所要求的接口，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。
（3）非终结符表达式(Nonterminal Expression)角色：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，比如公式R=R1+R2中，“+"就是非终结符，解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。
（4）环境(Context)角色：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、解释器模式的使用场景
1.当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树，可以使用解释器模式。而当存在以下情况时该模式效果最好
2.该文法的类层次结构变得庞大而无法管理。此时语法分析程序生成器这样的工具是最好的选择。他们无需构建抽象语法树即可解释表达式，这样可以节省空间而且还可能节省时间。
3.效率不是一个关键问题，最高效的解释器通常不是通过直接解释语法分析树实现的，而是首先将他们装换成另一种形式，例如，正则表达式通常被装换成状态机，即使在这种情况下，转换器仍可用解释器模式实现，该模式仍是有用的
三、解释器模式的优缺点
优点：
1. 可以很容易地改变和扩展方法， 因为该模式使用类来表示方法规则， 你可以使用继承来改变或扩展该方法。
2.也比较容易实现方法， 因为定义抽象语法树总各个节点的类的实现大体类似， 这些类都易于直接编写。
3.解释器模式就是将一句话，转变为实际的命令程序执行而已。 而不用解释器模式本身也可以分析， 但通过继承抽象表达式的方式， 由于依赖转置原则， 使得文法的扩展和维护都带来的方便。
缺点：
解释器模式为方法中的每一条规则至少定义了一个类， 因此包含许多规则的方法可能难以管理和维护。 因此当方法非常复杂时， 使用其他的技术如 语法分析程序 或 编译器生成器来处理。
四、解释器模式的实现
音乐解释器
演奏内容类（Context）
//演奏内容类（Context）
class PlayContext
{
//演奏文本
private string text;
public string PlayText
{
get { return text; }
set { text = value; }
}
}
表达式类（AbstractExpression）
//表达式类（AbstractExpression）
abstract class Expression
{
//解释器
public void Interpret(PlayContext context)
{
if (context.PlayText.Length == 0) return;
string playKey = context.PlayText.Substring(0, 1);
context.PlayText = context.PlayText.Substring(2);
double playValue = Convert.ToDouble(context.PlayText.Substring(0, context.PlayText.IndexOf(" ")));
context.PlayText = context.PlayText.Substring(context.PlayText.IndexOf(" ") + 1);
Excute(playKey, playValue);
}
//执行
public abstract void Excute(string key, double value);
}
音符类(TerminaExperssion)
//音符类(TerminaExperssion)
class Note : Expression
{
public override void Excute(string key, double value)
{
string note = "";
switch (key)
{
case "C":
note = "1";
break;
case "D":
note = "2";
break;
case "E":
note = "3";
break;
case "F":
note = "4";
break;
case "G":
note = "5";
break;
case "A":
note = "6";
break;
case "B":
note = "7";
break;
}
}
}
//音符类(TerminaExperssion)
class Scale : Expression
{
public override void Excute(string key, double value)
{
string scale = "";
switch ((int)value)
{
case 1:
scale = "低音";
break;
case 2:
scale = "中音";
break;
case 3:
scale = "高音";
break;
}
}
}
客户端代码
class Program
{
//客户端代码
static void Main(string[] args)
{
PlayContext context = new PlayContext();
context.PlayText = "O 2 E 0.5 G 0.5 A 3 E 0.5";
Expression expression = null;
try
{
while (context.PlayText.Length > 0)
{
string str = context.PlayText.Substring(0, 1);
switch (str)
{
case "O":
expression = new Scale();
break;
case "P"://当首字母为CDEFGAB及休止符P时，实例化音符
expression = new Note();
break;
}
expression.Interpret(context);
}
}
catch (Exception )
{
throw;
}
Console.Read();
}
}
总结
本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容！