Java進階篇設計模式之九----- 解釋器模式和疊代器模式

前言

在上一篇中我們學習了行為型模式的責任鍊模式(Chain of Responsibility Pattern)和指令模式（Command Pattern）。本篇則來學習下行為型模式的兩個模式， 解釋器模式(Interpreter Pattern)和疊代器模式（Iterator Pattern）。

解釋器模式

簡介

解釋器模式顧名思義，就是對某事物進行解釋。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，并同時提供一個解釋器。用戶端可以使用這個解釋器來解釋這個語言中的句子。

解釋器模式其實就是對某事物進行解釋。比如生活中經常用到的電腦，将我們用的語言轉換成電腦預言，還有我們編寫代碼時用到的正規表達式等等。《大話設計模式》中對這個模式有個比較有意思的講解，其中示例就是把老闆對不同人說相同的話，不同的人會了解不同。這也說明的解釋器模式核心就是進行解釋。

解釋器模式主要由這四個角色組成，抽象表達式(Expression)角色、終結符表達式(Terminal Expression)角色、非終結符表達式(Nonterminal Expression)角色和環境(Context)角色。

• 抽象解釋器：聲明一個所有具體表達式都要實作的抽象接口（或者抽象類），接口中主要是一個interpret()方法，稱為解釋操作。具體解釋任務由它的各個實作類來完成，具體的解釋器分别由終結符解釋器TerminalExpression和非終結符解釋器NonterminalExpression完成。
• 終結符表達式：實作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隻有一個終結符表達式，但有多個執行個體，對應不同的終結符。終結符一半是文法中的運算單元，比如有一個簡單的公式R=R1+R2，在裡面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：文法中的每條規則對應于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：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指派100，給R2指派200。這些資訊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。

這裡為了友善了解，我們使用一個簡單的示例來加以說明。

平常我們在進行英語學習的時候，會自行翻譯或者用到翻譯工具。但是不同的翻譯工具翻譯的結果也可能不一樣，這時我們隻需要拿到自己想要的結果就行了。比如，使用百度和有道翻譯“好好學習，天天向上！”，它們翻譯的結果分别為“Study hard and keep up!”和“study hard and make progress every day！”，而xuwujing翻譯的結果是“ Good good study, day day up！”。

那麼我們便可以用解釋器模式來實作這種場景。

首先定義一個抽象的解釋器接口，有解釋的這個方法，然後再定義不同的解釋器實作該接口和方法，最後再來進行測試。那麼代碼如下:

interface Expreeion{
   void interpert(String word);
}

class  BaiduExpreeion implements Expreeion{
   String str ="好好學習，天天向上!";
   @Override
   public void interpert(String word) {
   	if(str.equals(word)) {
   		System.out.println("百度翻譯："+word+" 的英文是  Study hard and keep up!");
   	}
   }
}

class  YouDaoExpreeion implements Expreeion{
   String str ="好好學習，天天向上!";
   @Override
   public void interpert(String word) {
   	if(str.equals(word)) {
   		System.out.println("有道翻譯："+word+" 的英文是  study hard and make progress every day！");
   	}
   }
}

class  XuWuJingExpreeion implements Expreeion{
   String str ="好好學習，天天向上!";
   @Override
   public void interpert(String word) {
   	if(str.equals(word)) {
   		System.out.println("xuwujing翻譯："+word+" 的英文是  Good good study, day day up！");
   	}
   }
}

public class InterpreterTest {
   public static void main(String[] args) {
   	String word = "好好學習，天天向上!";
   	Expreeion expreeion =new  BaiduExpreeion();
   	Expreeion expreeion2 =new  YouDaoExpreeion();
   	Expreeion expreeion3 =new  XuWuJingExpreeion();
   	expreeion.interpert(word);
   	expreeion2.interpert(word);
   	expreeion3.interpert(word);
   }
}
           

輸出結果:

百度翻譯：好好學習，天天向上! 的英文是  Study hard and keep up!
有道翻譯：好好學習，天天向上! 的英文是  study hard and make progress every day！
xuwujing翻譯：好好學習，天天向上! 的英文是  Good good study, day day up！
           

解釋器模式優點：

擴充性好，子類擴充非常友善。

實作簡單。

解釋器模式缺點：

可使用的場景比較少；

類過多的話，會使代碼臃腫，難以維護；

使用場景：

一個簡單的文法規則需要解釋的場景，比如sql。

有重複的問題的時候。

疊代器模式

疊代器模式用于順序通路集合對象的元素，不需要知道集合對象的底層表示，屬于行為型模式。 它提供一種方法順序通路一個聚合對象中各個元素, 而又無須暴露該對象的内部表示。

我們對疊代器（Iterator）肯定不陌生，因為我們在Java開發中會經常用到，比如對List、Set和Map集合進行周遊或對數組進行周遊的時候。但是疊代器模式的話，可能就不太了解了，這裡我們就簡單講講疊代器模式。

疊代器模式主要由這四個角色組成，疊代器角色（Iterator）、具體疊代器角色（Concrete Iterator）、容器角色（Container）和具體容器角色（Concrete Container）。

• 疊代器角色（Iterator）：通過接口或抽象類聲明實作的方法。
• 具體疊代器角色（Concrete Iterator）：具體疊代器角色要實作疊代器接口，并要記錄周遊中的目前位置。
• 容器角色（Container）：容器角色負責提供建立具體疊代器角色的接口。
• 具體容器角色（Concrete Container）：具體容器角色實作建立具體疊代器角色的接口——這個具體疊代器角色于該容器的結構相關。

因為疊代器我們平時用的比較多，這裡也不在過多描述了，這裡就簡單的介紹下疊代器模式的運作。

首先，定義一個疊代器角色（MyIterator ）和容器角色（MyIterable）的接口。

代碼如下:

interface MyIterator {
	boolean hasNext();
	String next();
}

interface MyIterable{
	MyIterator getIterator();
	void add(String str);
	String get(int index);
}
           

然後定義一個 具體容器角色（ListContainer ）實作容器角色的接口，這裡的實作方法通過List自帶的進行實作；然後再定義一個具體疊代器角色（ListIterator ）實作疊代器角色的接口，這裡的實作的方法由自己實作。

那麼代碼如下:

class ListContainer implements MyIterable {
	
	 private List<String> list =new ArrayList<>(); 

	 
	@Override
	public MyIterator getIterator() {
		return new ListIterator();
	}

	@Override
	public void add(String str) {
		list.add(str);
	}

	@Override
	public String get(int index) {
		return list.get(index);
	}
	
	class ListIterator implements MyIterator{
		int index;
		@Override
		public boolean hasNext() {
			return index < list.size();
		}

		@Override
		public String next() {
			if (this.hasNext()) {
				return list.get(index++);
			}
			return null;
		}
	}
}

           

最後再來進行代碼的測試。

測試代碼如下:

public static void main(String[] args) {
		MyIterable myIterable = new ListContainer();
		myIterable.add("1");
		myIterable.add("zhangsan");
		myIterable.add("2");
		myIterable.add("lisi");
		myIterable.add("3");
		myIterable.add("xuwujing");	
        MyIterator myIterator = myIterable.getIterator();
        while (myIterator.hasNext()){
            String str = myIterator.next();
            System.out.println(str);
        }      
	}
           

1
		zhangsan
		2
		lisi
		3
		xuwujing
           

疊代器模式優點：

靈活度高，可以通過不同的方式周遊對象；

擴充性好，可以很友善的增加新的聚合類和疊代器類而不用修改之前的代碼。

疊代器模式缺點：

由于疊代器模式将存儲資料和周遊資料的職責分離，增加新的聚合類需要對應增加新的疊代器類，類的個數成對增加，這在一定程度上增加了系統的複雜性。

需要為聚合對象提供周遊的功能的時候。

其它

音樂推薦

分享一首很好聽的日語歌曲！

項目的代碼

java-study 是本人在學習Java過程中記錄的一些代碼，也包括之前博文中使用的代碼。如果感覺不錯，希望順手給個start，當然如果有不足，也希望提出。

github位址: https://github.com/xuwujing/java-study

原創不易，如果感覺不錯，希望給個推薦！您的支援是我寫作的最大動力！

版權聲明:

作者：虛無境

部落格園出處：http://www.cnblogs.com/xuwujing

CSDN出處：http://blog.csdn.net/qazwsxpcm　

個人部落格出處：http://www.panchengming.com

如果你對生活感覺到了絕望，請不要氣餒。因為這樣隻會讓你更加絕望！

所謂的希望往往都是在絕望中萌發的，是以，請不要放棄希望！