Java解釋器模式

解釋器模式(Interpreter Pattern)提供了評估語言的語法或表達式的方式，它屬于行為型模式。這種模式實現了一個表達式接口，該接口解釋一個特定的上下文。這種模式被用在 SQL 解析、符號處理引擎等。

介紹

意圖：給定一個語言，定義它的文法表示，并定義一個解釋器，這個解釋器使用該標識來解釋語言中的句子。

主要解決：對于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，那么可能就值得將該問題的各個實例表述為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。

如何解決：構建語法樹，定義終結符與非終結符。

關鍵代碼：構建環境類，包含解釋器之外的一些全局信息，一般是 HashMap。

應用實例：編譯器、運算表達式計算。

優點： ① 可擴展性比較好，靈活。 ② 增加了新的解釋表達式的方式。 ③ 易于實現簡單文法。

缺點： ① 可利用場景比較少。 ② 對于復雜的文法比較難維護。 ③ 解釋器模式會引起類膨脹。 ④ 解釋器模式采用遞歸調用方法。

使用場景： ① 可以將一個需要解釋執行的語言中的句子表示為一個抽象語法樹。 ② 一些重復出現的問題可以用一種簡單的語言來進行表達。 ③ 一個簡單語法需要解釋的場景。

注意事項：可利用場景比較少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

實現

我們將創建一個接口 Expression 和實現了 Expression 接口的實體類。定義作為上下文中主要解釋器的 TerminalExpression 類。其他的類 OrExpression、AndExpression 用于創建組合式表達式。

InterpreterPatternDemo，我們的演示類使用 Expression 類創建規則和演示表達式的解析。

步驟 1

創建一個表達式接口。

public interface Expression {
   public boolean interpret(String context);
}

步驟 2

創建實現了上述接口的實體類。

public class TerminalExpression implements Expression {
   
   private String data;
 
   public TerminalExpression(String data){
      this.data = data; 
   }
 
   @Override
   public boolean interpret(String context) {
      if(context.contains(data)){
         return true;
      }
      return false;
   }
}

public class OrExpression implements Expression {
    
   private Expression expr1 = null;
   private Expression expr2 = null;
 
   public OrExpression(Expression expr1, Expression expr2) { 
      this.expr1 = expr1;
      this.expr2 = expr2;
   }
 
   @Override
   public boolean interpret(String context) {      
      return expr1.interpret(context) || expr2.interpret(context);
   }
}

public class AndExpression implements Expression {
    
   private Expression expr1 = null;
   private Expression expr2 = null;
 
   public AndExpression(Expression expr1, Expression expr2) { 
      this.expr1 = expr1;
      this.expr2 = expr2;
   }
 
   @Override
   public boolean interpret(String context) {      
      return expr1.interpret(context) && expr2.interpret(context);
   }
}

步驟 3

InterpreterPatternDemo 使用 Expression 類來創建規則，并解析它們。

public class InterpreterPatternDemo {
 
   //規則：Robert 和 John 是男性
   public static Expression getMaleExpression(){
      Expression robert = new TerminalExpression("Robert");
      Expression john = new TerminalExpression("John");
      return new OrExpression(robert, john);    
   }
 
   //規則：Julie 是一個已婚的女性
   public static Expression getMarriedWomanExpression(){
      Expression julie = new TerminalExpression("Julie");
      Expression married = new TerminalExpression("Married");
      return new AndExpression(julie, married);    
   }
 
   public static void main(String[] args) {
      Expression isMale = getMaleExpression();
      Expression isMarriedWoman = getMarriedWomanExpression();
 
      System.out.println("John is male? " + isMale.interpret("John"));
      System.out.println("Julie is a married women? " 
      + isMarriedWoman.interpret("Married Julie"));
   }
}

步驟 4

執行程序，輸出結果：

John is male? true
Julie is a married women? true