解释器模式(interpreter),给定一个语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
解释器模式需要解决的是,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。
Context 包含解释器之外的一些全局信息。
AbstractExpression 抽象表达式,声明一个抽象的解释操作。
TerminalExpression 终结符表达式,实现与文法中的终结符相关联的解释操作。
NonterminalExpression 非终结符表达式,为文法中的非终结符实现解释操作。
表达式类
//抽象表达式类
abstract class AbstractExpression {
//解释操作
public abstract void interpret(Context context);
}
//终结符表达式
class TerminalExpression extends AbstractExpression {
public void interpret(Context context) {
System.out.println("终端解释器");
}
}
//非终结符表达式
class NonterminalExpression extends AbstractExpression {
public void interpret(Context context) {
System.out.println("非终端解释器");
}
}
Context
class Context {
private String input;
public String getInput(){
return this.input;
}
public void setInput(String value){
this.input = value;
}
private String output;
public String getOutput(){
return this.output;
}
public void setOutput(String value){
this.output = value;
}
}
客户端
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("**********************************************");
System.out.println("《大话设计模式》代码样例");
System.out.println();
Context context = new Context();
ArrayList<AbstractExpression> list = new ArrayList<AbstractExpression>();
list.add(new TerminalExpression());
list.add(new NonterminalExpression());
list.add(new TerminalExpression());
list.add(new TerminalExpression());
for (AbstractExpression exp : list) {
exp.interpret(context);
}
System.out.println();
System.out.println("**********************************************");
}
}
当有一个语言需要解释执行,并且可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时,可使用解释器模式。
使用解释器模式的好处:可以很容易地改变和扩展文法,因为该模式使用类来表示文法规则,可使用继承来改变或扩展该文法。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。
正则表达式就是解释器模式的应用。
解释器模式也有不足,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法分析程序或编译器生成器来处理。
音乐解释器,定义一套规则,О表示音阶,O 1表示低音阶,O 2表示中音阶,O 3表示高音阶,P 表示休止符,CDEFGAB表示‘Do-Re-Mi-Fa-So-La-Ti’。音符长度1表示一拍,2表示二拍,0.5表示半拍,0.25表示四分之一拍,以此类推,所有的字母和数字都要用半角空格分开。例如上海滩的歌曲第一句,‘浪奔’,可以写成‘O 2 E 0.5 G 0.5 A 3’ 表示中音开始,演奏的是mi so la。
class PlayContext {
private String playText;
public String getPlayText(){
return this.playText;
}
public void setPlayText(String value){
this.playText = value;
}
}
抽象表达式类
abstract class Expression {
//解释器
// 获取当前演奏文本的第一条命令。
public void interpret(PlayContext context)
{
if (context.getPlayText().length() == 0) {
return;
}
else {
String playKey = context.getPlayText().substring(0, 1);
context.setPlayText(context.getPlayText().substring(2));
double playValue = Double.parseDouble(context.getPlayText().substring(0, context.getPlayText().indexOf(" ")));
// 将第一条命令去除,重新设置演奏文本
context.setPlayText(context.getPlayText().substring(context.getPlayText().indexOf(" ") + 1));
// 执行
this.excute(playKey, playValue);
}
}
//执行
public abstract void excute(String key, double value);
}
Note音符类
class Note extends Expression {
public void excute(String key, double value) {
String note = "";
switch (key) {
case "C":
note = "1";
break;
case "D":
note = "2";
break;
case "E":
note = "3";
break;
case "F":
note = "4";
break;
case "G":
note = "5";
break;
case "A":
note = "6";
break;
case "B":
note = "7";
break;
}
System.out.print(note+" ");
}
}
Scale音阶类
class Scale extends Expression {
public void excute(String key, double value) {
String scale = "";
switch ((int)value) {
case 1:
scale = "低音";
break;
case 2:
scale = "中音";
break;
case 3:
scale = "高音";
break;
}
System.out.print(scale+" ");
}
}
Speed音速类
class Speed extends Expression {
public void excute(String key, double value) {
String speed;
if (value < 500)
speed = "快速";
else if (value >= 1000)
speed = "慢速";
else
speed = "中速";
System.out.print(speed+" ");
}
}
客户端
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("**********************************************");
System.out.println("《大话设计模式》代码样例");
System.out.println();
PlayContext context = new PlayContext();
//音乐-上海滩
System.out.println("音乐-上海滩:");
context.setPlayText("T 500 O 2 E 0.5 G 0.5 A 3 E 0.5 G 0.5 D 3 E 0.5 G 0.5 A 0.5 O 3 C 1 O 2 A 0.5 G 1 C 0.5 E 0.5 D 3 ");
Expression expression=null;
while (context.getPlayText().length() > 0) {
String str = context.getPlayText().substring(0, 1);
switch (str) {
case "O":
expression = new Scale();
break;
case "C":
case "D":
case "E":
case "F":
case "G":
case "A":
case "B":
case "P":
expression = new Note();
break;
case "T":
expression = new Speed();
break;
}
expression.interpret(context);
}
System.out.println();
System.out.println();
System.out.println("**********************************************");
}
}