设计模式【解释器模式Interpreter Pattern】

解释器模式

解释器模式（Interpreter Pattern）提供了评估语言的语法或表达式的方式，它属于行为型模式。这种模式实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。

介绍

意图：给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

主要解决：对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

何时使用：如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

如何解决：构件语法树，定义终结符与非终结符。

应用实例：编译器、正则表达式、运算表达式计算。

优点： 很容易拓展和改变文法，因为该模式使用类来表示文法规则，你可以使用继承来改变或拓展文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。

缺点： 解释器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护，建议当文法非常复杂时，使用其他的技术如语分析程序或编译器生成器来处理。

使用场景： 1、可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。 2、一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。 3、一个简单语法需要解释的场景。

实现

我们将创建一个接口 Expression 和实现了 Expression 接口的实体类。定义作为上下文中主要解释器的 TerminalExpression 类。其他的类 OrExpression、AndExpression 用于创建组合式表达式。

InterpreterPatternDemo，我们的演示类使用 Expression 类创建规则和演示表达式的解析。

步骤 1

创建一个表达式接口。

Expression.cs

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

步骤 2

创建实现了上述接口的实体类。

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);
        }
    }
}
           

步骤 3

InterpreterPatternDemo 使用 Expression 类来创建规则，并解析它们。

InterpreterPatternDemo.cs

using System;
namespace Interpreter_Pattern
{
    class InterpreterPatternDemo
    {
        //规则：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);
        }
        //规则： Julie是一个已婚的女性
        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();
        }
    }
}
           

步骤 4

验证输出。

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