18.5 再談Context的作用
在解釋器模式中,環境類Context用于存儲解釋器之外的一些全局資訊,它通常作為參數被傳遞到所有表達式的解釋方法interpret()中,可以在Context對象中存儲和通路表達式解釋器的狀态,向表達式解釋器提供一些全局的、公共的資料,此外還可以在Context中增加一些所有表達式解釋器都共有的功能,減輕解釋器的職責。
在上面的機器人控制程式執行個體中,我們省略了環境類角色,下面再通過一個簡單執行個體來說明環境類的用途:
Sunny軟體公司開發了一套簡單的基于字元界面的格式化指令,可以根據輸入的指令在字元界面中輸出一些格式化内容,例如輸入“LOOP 2 PRINT楊過 SPACE SPACE PRINT 小龍女 BREAK END PRINT郭靖 SPACE SPACE PRINT 黃蓉”,将輸出如下結果:
其中關鍵詞LOOP表示“循環”,後面的數字表示循環次數;PRINT表示“列印”,後面的字元串表示列印的内容;SPACE表示“空格”;BREAK表示“換行”;END表示“循環結束”。每一個關鍵詞對應一條指令,計算機程式将根據關鍵詞執行相應的處理操作。 現使用解釋器模式設計并實作該格式化指令的解釋,對指令進行分析并調用相應的操作執行指令中每一條指令。 |
Sunny軟體公司開發人員通過分析,根據該格式化指令中句子的組成,定義了如下文法規則:
expression ::= command* //表達式,一個表達式包含多條指令 command ::= loop | primitive //語句指令 loop ::= 'loopnumber' expression 'end' //循環指令,其中number為自然數 primitive ::= 'printstring' | 'space' | 'break' //基本指令,其中string為字元串 |
根據以上文法規則,通過進一步分析,繪制如圖18-6所示結構圖:
圖18-6 格式化指令結構圖
在圖18-6中,Context充當環境角色,Node充當抽象表達式角色,ExpressionNode、CommandNode和LoopCommandNode充當非終結符表達式角色,PrimitiveCommandNode充當終結符表達式角色。完整代碼如下所示:
import java.util.*;
//環境類:用于存儲和操作需要解釋的語句,在本執行個體中每一個需要解釋的單詞可以稱為一個動作标記(Action Token)或指令
class Context {
private StringTokenizer tokenizer; //StringTokenizer類,用于将字元串分解為更小的字元串标記(Token),預設情況下以空格作為分隔符
private String currentToken; //目前字元串标記
public Context(String text) {
tokenizer = new StringTokenizer(text); //通過傳入的指令字元串建立StringTokenizer對象
nextToken();
}
//傳回下一個标記
public String nextToken() {
if (tokenizer.hasMoreTokens()) {
currentToken = tokenizer.nextToken();
}
else {
currentToken = null;
}
return currentToken;
}
//傳回目前的标記
public String currentToken() {
return currentToken;
}
//跳過一個标記
public void skipToken(String token) {
if (!token.equals(currentToken)) {
System.err.println("錯誤提示:" + currentToken + "解釋錯誤!");
}
nextToken();
}
//如果目前的标記是一個數字,則傳回對應的數值
public int currentNumber() {
int number = 0;
try{
number = Integer.parseInt(currentToken); //将字元串轉換為整數
}
catch(NumberFormatException e) {
System.err.println("錯誤提示:" + e);
}
return number;
}
}
//抽象節點類:抽象表達式
abstract class Node {
public abstract void interpret(Context text); //聲明一個方法用于解釋語句
public abstract void execute(); //聲明一個方法用于執行标記對應的指令
}
//表達式節點類:非終結符表達式
class ExpressionNode extends Node {
private ArrayList<Node> list = new ArrayList<Node>(); //定義一個集合用于存儲多條指令
public void interpret(Context context) {
//循環處理Context中的标記
while (true){
//如果已經沒有任何标記,則退出解釋
if (context.currentToken() == null) {
break;
}
//如果标記為END,則不解釋END并結束本次解釋過程,可以繼續之後的解釋
else if (context.currentToken().equals("END")) {
context.skipToken("END");
break;
}
//如果為其他标記,則解釋标記并将其加入指令集合
else {
Node commandNode = new CommandNode();
commandNode.interpret(context);
list.add(commandNode);
}
}
}
//循環執行指令集合中的每一條指令
public void execute() {
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
((Node)iterator.next()).execute();
}
}
}
//語句指令節點類:非終結符表達式
class CommandNode extends Node {
private Node node;
public void interpret(Context context) {
//處理LOOP循環指令
if (context.currentToken().equals("LOOP")) {
node = new LoopCommandNode();
node.interpret(context);
}
//處理其他基本指令
else {
node = new PrimitiveCommandNode();
node.interpret(context);
}
}
public void execute() {
node.execute();
}
}
//循環指令節點類:非終結符表達式
class LoopCommandNode extends Node {
private int number; //循環次數
private Node commandNode; //循環語句中的表達式
//解釋循環指令
public void interpret(Context context) {
context.skipToken("LOOP");
number = context.currentNumber();
context.nextToken();
commandNode = new ExpressionNode(); //循環語句中的表達式
commandNode.interpret(context);
}
public void execute() {
for (int i=0;i<number;i++)
commandNode.execute();
}
}
//基本指令節點類:終結符表達式
class PrimitiveCommandNode extends Node {
private String name;
private String text;
//解釋基本指令
public void interpret(Context context) {
name = context.currentToken();
context.skipToken(name);
if (!name.equals("PRINT") && !name.equals("BREAK") && !name.equals ("SPACE")){
System.err.println("非法指令!");
}
if (name.equals("PRINT")){
text = context.currentToken();
context.nextToken();
}
}
public void execute(){
if (name.equals("PRINT"))
System.out.print(text);
else if (name.equals("SPACE"))
System.out.print(" ");
else if (name.equals("BREAK"))
System.out.println();
}
}
在本執行個體代碼中,環境類Context類似一個工具類,它提供了用于處理指令的方法,如nextToken()、currentToken()、skipToken()等,同時它存儲了需要解釋的指令并記錄了每一次解釋的目前标記(Token),而具體的解釋過程交給表達式解釋器類來處理。我們還可以将各種解釋器類包含的公共方法移至環境類中,更好地實作這些方法的重用和擴充。
針對本執行個體代碼,我們編寫如下用戶端測試代碼:
class Client{
public static void main(String[] args){
String text = "LOOP 2 PRINT 楊過 SPACE SPACE PRINT 小龍女 BREAK END PRINT 郭靖 SPACE SPACE PRINT 黃蓉";
Context context = new Context(text);
Node node = new ExpressionNode();
node.interpret(context);
node.execute();
}
}
編譯并運作程式,輸出結果如下:
楊過 小龍女 楊過 小龍女 郭靖 黃蓉 |
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【作者:劉偉 http://blog.csdn.net/lovelion】