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解釋器模式
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1.概述
解釋器模式(
Interpreter Pattern
)提供了評估語言的文法或表達式的方式,它屬于行為型模式。這種模式實作了一個表達式接口,該接口解釋一個特定的上下文。這種模式被用在 SQL 解析、符号處理引擎等。
意圖:
給定一個語言,定義它的文法表示,并定義一個解釋器,這個解釋器使用該辨別來解釋語言中的句子。
主要解決:
對于一些固定文法建構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,那麼可能就值得将該問題的各個執行個體表述為一個簡單語言中的句子。這樣就可以建構一個解釋器,該解釋器通過解釋這些句子來解決該問題。
如何解決:
建構文法樹,定義終結符與非終結符。
關鍵代碼:
建構環境類,包含解釋器之外的一些全局資訊,一般是
HashMap
。
應用執行個體:
編譯器、運算表達式計算。
優點:
- 可擴充性比較好,靈活。
- 增加了新的解釋表達式的方式。
- 易于實作簡單文法。
缺點:
- 可利用場景比較少。
- 對于複雜的文法比較難維護。
- 解釋器模式會引起類膨脹。
- 解釋器模式采用遞歸調用方法。
使用場景:
- 可以将一個需要解釋執行的語言中的句子表示為一個抽象文法樹。
- 一些重複出現的問題可以用一種簡單的語言來進行表達。
- 一個簡單文法需要解釋的場景。
注意事項:
可利用場景比較少,Java 中如果碰到可以用
expression4J
代替。
2.實作
我們将建立一個接口
Expression
和實作了
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
用于建立組合式表達式。
InterpreterPatternDemo
,我們的示範類使用
Expression
類建立規則和示範表達式的解析。
步驟 1
建立一個表達式接口。
Expression.java
,代碼如下:
public interface Expression {
boolean interpret(String context);
}
步驟 2
建立實作了上述接口的實體類。
TerminalExpression.java
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;
}
}
OrExpression.java
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);
}
}
AndExpression.java
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
類來建立規則,并解析它們。
InterpreterPatternDemo.java
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
執行程式,輸出結果:
John is male? true
Julie is a married women? true
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