Java解釋器模式

解釋器模式(Interpreter Pattern)提供了評(píng)估語(yǔ)言的語(yǔ)法或表達(dá)式的方式，它屬于行為型模式。這種模式實(shí)現(xiàn)了一個(gè)表達(dá)式接口，該接口解釋一個(gè)特定的上下文。這種模式被用在 SQL 解析、符號(hào)處理引擎等。

介紹

意圖：給定一個(gè)語(yǔ)言，定義它的文法表示，并定義一個(gè)解釋器，這個(gè)解釋器使用該標(biāo)識(shí)來(lái)解釋語(yǔ)言中的句子。

主要解決：對(duì)于一些固定文法構(gòu)建一個(gè)解釋句子的解釋器。

何時(shí)使用：如果一種特定類型的問(wèn)題發(fā)生的頻率足夠高，那么可能就值得將該問(wèn)題的各個(gè)實(shí)例表述為一個(gè)簡(jiǎn)單語(yǔ)言中的句子。這樣就可以構(gòu)建一個(gè)解釋器，該解釋器通過(guò)解釋這些句子來(lái)解決該問(wèn)題。

如何解決：構(gòu)建語(yǔ)法樹(shù)，定義終結(jié)符與非終結(jié)符。

關(guān)鍵代碼：構(gòu)建環(huán)境類，包含解釋器之外的一些全局信息，一般是 HashMap。

應(yīng)用實(shí)例：編譯器、運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算。

優(yōu)點(diǎn)： ① 可擴(kuò)展性比較好，靈活。 ② 增加了新的解釋表達(dá)式的方式。 ③ 易于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單文法。

缺點(diǎn)： ① 可利用場(chǎng)景比較少。 ② 對(duì)于復(fù)雜的文法比較難維護(hù)。 ③ 解釋器模式會(huì)引起類膨脹。 ④ 解釋器模式采用遞歸調(diào)用方法。

使用場(chǎng)景： ① 可以將一個(gè)需要解釋執(zhí)行的語(yǔ)言中的句子表示為一個(gè)抽象語(yǔ)法樹(shù)。 ② 一些重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題可以用一種簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行表達(dá)。 ③ 一個(gè)簡(jiǎn)單語(yǔ)法需要解釋的場(chǎng)景。

注意事項(xiàng)：可利用場(chǎng)景比較少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

實(shí)現(xiàn)

我們將創(chuàng)建一個(gè)接口 Expression 和實(shí)現(xiàn)了 Expression 接口的實(shí)體類。定義作為上下文中主要解釋器的 TerminalExpression 類。其他的類 OrExpression、AndExpression 用于創(chuàng)建組合式表達(dá)式。

InterpreterPatternDemo，我們的演示類使用 Expression 類創(chuàng)建規(guī)則和演示表達(dá)式的解析。

步驟 1

創(chuàng)建一個(gè)表達(dá)式接口。

public interface Expression {
   public boolean interpret(String context);
}

步驟 2

創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)了上述接口的實(shí)體類。

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;
   }
}

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);
   }
}

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(lái)創(chuàng)建規(guī)則，并解析它們。

public class InterpreterPatternDemo {
 
   //規(guī)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(guī)則：Julie 是一個(gè)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(zhí)行程序，輸出結(jié)果：

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