解释器模式
行为型模式
解释器模式（Interpreter Pattern）提供了评估语言的语法或表达式的方式。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。
具体实现
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： 构建语法树，定义终结符与非终结符。
关键代码： 构建环境类，包含解释器之外的一些全局信息，一般是 HashMap。
注意事项： 可利用场景比较少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。
具体实现
第一步：创建表达式接口
public abstract class Expression {
// a + b - c
// 解释公式和数值, key 就是公式(表达式) 参数[a,b,c], value就是就是具体值
// HashMap {a=10, b=20}
public abstract int interpreter(HashMap var);
} 第二步：创建具体实现类
public class SymbolExpression extends Expression {
protected Expression left;
protected Expression right;
public SymbolExpression(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
//因为 SymbolExpression 是让其子类来实现，因此 interpreter 是一个默认实现
@Override
public int interpreter(HashMap var) {
return 0;
}
} public class VarExpression extends Expression {
private String key; // key=a,key=b,key=c
public VarExpression(String key) {
this.key = key;
}
// var 就是{a=10, b=20}
// interpreter 根据 变量名称，返回对应值
@Override
public int interpreter(HashMap var) {
return var.get(this.key);
}
}
第三步：创建具体运算符类
public class AddExpression extends SymbolExpression {
public AddExpression(Expression left, Expression right) {
super(left, right);
}
//处理相加
//var 仍然是 {a=10,b=20}..
@Override
public int interpreter(HashMap var) {
//super.left.interpreter(var) ： 返回 left 表达式对应的值 a = 10
//super.right.interpreter(var): 返回right 表达式对应值 b = 20
return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);
}
} public class SubExpression extends SymbolExpression {
public SubExpression(Expression left, Expression right) {
super(left, right);
}
//求出left 和 right 表达式相减后的结果
@Override
public int interpreter(HashMap var) {
return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);
}
} 第四步：创建计算类
public class Calculator {
// 定义表达式
private Expression expression;
// 构造函数传参，并解析
public Calculator(String expStr) { // expStr = a+b
// 安排运算先后顺序
Stack stack = new Stack<>();
// 表达式拆分成字符数组
char[] charArray = expStr.toCharArray();// [a, +, b]
Expression left = null;
Expression right = null;
//遍历我们的字符数组， 即遍历 [a, +, b]
//针对不同的情况，做处理
for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
switch (charArray[i]) {
case '+': //
left = stack.pop();// 从stack取出left => "a"
right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));// 取出右表达式 "b"
stack.push(new AddExpression(left, right));// 然后根据得到left 和 right 构建 AddExpresson加入stack
break;
case '-': //
left = stack.pop();
right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
stack.push(new SubExpression(left, right));
break;
default:
//如果是一个 Var 就创建要给 VarExpression 对象，并push到 stack
stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
break;
}
}
//当遍历完整个 charArray 数组后，stack 就得到最后Expression
this.expression = stack.pop();
}
public int run(HashMap var) {
//最后将表达式a+b和 var = {a=10,b=20}
//然后传递给expression的interpreter进行解释执行
return this.expression.interpreter(var);
}
} 第五步：创建测试类
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
String expStr = getExpStr(); // a+b
HashMap var = getValue(expStr);// var {a=10, b=20}
Calculator calculator = new Calculator(expStr);
System.out.println("运算结果：" + expStr + "=" + calculator.run(var));
}
// 获得表达式
public static String getExpStr() throws IOException {
System.out.print("请输入表达式：");
return (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
}
// 获得值映射
public static HashMap getValue(String expStr) throws IOException {
HashMap map = new HashMap<>();
for (char ch : expStr.toCharArray()) {
if (ch != '+' && ch != '-') {
if (!map.containsKey(String.valueOf(ch))) {
System.out.print("请输入" + ch + "的值：");
String in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
map.put(String.valueOf(ch), Integer.valueOf(in));
}
}
}
return map;
}
} 运行如下：
请输入表达式：a+b+c-d+e
请输入a的值：1
请输入b的值：2
请输入c的值：3
请输入d的值：4
请输入e的值：5
运算结果：a+b+c-d+e=7优点：
1、可扩展性比较好，灵活。
2、增加了新的解释表达式的方式。
3、易于实现简单文法。
缺点：
1、可利用场景比较少。
2、对于复杂的文法比较难维护。
3、解释器模式会引起类膨胀。
4、解释器模式采用递归调用方法。