設計模式【解釋器模式Interpreter Pattern】

解釋器模式

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。

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：構件文法樹，定義終結符與非終結符。

應用執行個體：編譯器、正規表達式、運算表達式計算。

優點： 很容易拓展和改變文法，因為該模式使用類來表示文法規則，你可以使用繼承來改變或拓展文法。也比較容易實作文法，因為定義抽象文法樹中各個節點的類的實作大體類似，這些類都易于直接編寫。

缺點： 解釋器模式為文法中的每一條規則至少定義了一個類，是以包含許多規則的文法可能難以管理和維護，建議當文法非常複雜時，使用其他的技術如語分析程式或編譯器生成器來處理。

使用場景： 1、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。 2、一些重複出現的問題可以用一種簡單的語言來進行表達。 3、一個簡單文法需要解釋的場景。

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.cs

namespace Interpreter_Pattern
{
    interface Expression
    {
        bool interpret(string context);
    }
}
           

步驟 2

建立實作了上述接口的實體類。

TerminalExpression.cs

namespace Interpreter_Pattern
{
    class TerminalExpression : Expression
    {
        string data;
        public TerminalExpression(string data)
        {
            this.data = data;
        }

        public bool interpret(string context)
        {
            if (context.Contains(data))
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
    }
}
           

OrExpression.cs

namespace Interpreter_Pattern
{
    class OrExpression : Expression
    {
        Expression expr1 = null;
        Expression expr2 = null;

        public OrExpression(Expression expr1, Expression expr2)
        {
            this.expr1 = expr1;
            this.expr2 = expr2;
        }

        public bool interpret(string context)
        {
            return expr1.interpret(context) || expr2.interpret(context);
        }
    }
}
           

AndExpression.cs

namespace Interpreter_Pattern
{
    class AndExpression : Expression
    {
        Expression expr1 = null;
        Expression expr2 = null;

        public AndExpression(Expression expr1, Expression expr2)
        {
            this.expr1 = expr1;
            this.expr2 = expr2;
        }
        
        public bool 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.cs

using System;
namespace Interpreter_Pattern
{
    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);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Expression isMale = getMaleExpression();
            Expression isMarriedWoman = getMarriedWomanExpression();
            Console.WriteLine("John is male? " + isMale.interpret("John"));
            Console.WriteLine("Julie is a married women? " + isMarriedWoman.interpret("Married Julie"));

            Console.Read();
        }
    }
}
           

步驟 4

驗證輸出。

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