解释器模式（interpreter）

目录

一、什么是解释器模式？

二、有什么优点吗？

三、有什么缺点？

四、什么时候应用呢？

五、代码展示

5.1、解释器模式

5.2、AbstractExpression（抽象表达式）

5.3、TerminalExpression（终结符表达式）

5.4、NonterminalExpression（非终结符表达式）

5.5、Context

5.6、客户端

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一、什么是解释器模式？

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。

如果在一个系统中需要匹配字符的需求在软件的很多地方都会使用，而且行为之间都非常类似，过去的做法是针对特定的需求，编写特定的函数，比如判断Email、匹配电话号码等等，与其为每一个特定需求都写一个算法函数，不如使用一种通用的搜索算法来解释执行一个正则表达式，该正则表达式定义了待匹配字符串的集合。而所谓的解释器模式，正则表达式就是他的一种应用，解释器为正则表达式定义了一个文法，如果表示一个特定的正则表达式，以及如何解释这个正则表达式。

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，这个接口为抽象语法中所有的节点所共享。

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。对文法中每一条规则R1、R2……Rn都需要一个具体的非终结符表达式类。

二、有什么优点吗？

1. 灵活性高： 解释器模式允许你轻松地扩展和修改语言的语法，因为你只需要添加新的解释器即可。这使得在某些情况下，修改语言的语法比较容易，而不需要重构整个代码。

2. 易于实现语法规则： 解释器模式使得每个语法规则都可以用一个类来表示，从而使代码结构更清晰，易于理解。

3. 可维护性强： 解释器模式将每个语法规则封装在一个类中，使得修改某个特定规则的逻辑更加集中，从而降低了影响其他规则的风险，提高了代码的可维护性。

4. 可扩展性好： 如果需要增加新的语法规则，只需要创建新的解释器类即可，不需要修改已有的解释器代码。

5. 自定义语言： 解释器模式允许你根据特定领域的需求定义自己的语言，从而更好地表达领域特定的问题和解决方案。

三、有什么缺点？

1. 复杂度高： 随着语法规则的增加，解释器模式的类数量会迅速增加，从而增加了代码的复杂性和维护的难度。

2. 执行效率相对较低： 解释器模式通常需要将解释过程翻译成多个对象的交互，这可能导致相对较低的执行效率，特别是当语句复杂且解释频繁时。

3. 难以支持复杂语法： 解释器模式在处理复杂语法时可能会变得复杂和混乱，这可能需要大量的解释器类和交互，从而使代码难以维护。

4. 不适合简单的语法： 对于简单的语法规则，使用解释器模式可能会显得过于繁琐，不如直接使用其他方法来处理。

四、什么时候应用呢？

1. 编程语言编译器和解释器： 这是解释器模式最典型的应用场景之一。编程语言的编译器或解释器需要将源代码转化为可执行的机器代码或者直接解释执行。解释器模式可以用于定义语言的各种语法规则，如语句、表达式、函数调用等，然后通过解释器逐步解释执行源代码。

2. 正则表达式引擎： 正则表达式是一种用于匹配文本模式的工具，解释器模式可以用于实现正则表达式引擎，将正则表达式语法解释为对文本的匹配。

3. 自然语言处理（NLP）： 在自然语言处理领域，解释器模式可以用于解析和理解自然语言的句子和语法结构。它可以用于构建语法分析器、语义分析器等，用于处理文本信息。

4. 配置文件解析： 在软件开发中，经常需要解析配置文件以获取各种设置信息。解释器模式可以用于定义配置文件的语法规则，并通过解释器来解析配置文件并提取设置信息。

5. 数学表达式求值： 如果你需要处理数学表达式的求值，解释器模式可以用于将数学表达式转化为计算结果。每个运算符和操作数都可以用解释器来表示，然后通过解释器逐步求解表达式。

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五、代码展示

场景：让小菜用QB或者手机说明书中定义的规则去编写音乐程序，让一段文法去让QB或手机去翻译成具体的指令来执行。

5.1、解释器模式

5.2、AbstractExpression（抽象表达式）

声明一个抽象的解释操作，这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享

abstract class AbstractExpression
{
    public abstract void Interpret(Context context);
}

5.3、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。实现抽象表达式中所要求的接口，主要是一个interpret（）方法。文法中每一个终结符都有一个具体终结符表达式与之相对应。

class TerminalExpression : AbstractExpression
{
    public override void Interpret(Context context)
    {
        Console.WriteLine("终端解释器");
    }
}

5.4、NonterminalExpression（非终结符表达式）

为文法中的非终结符实现解释操作。

class NonterminalExpression:AbstractExpression
{
    public override void Interpret(Context context)
    {
        Console.WriteLine("非终端解释器");
    }
}

5.5、Context

包含解释器之外的一些全局信息。

class Context
{
        private string input;
        public string Input
        {
            get { return input; }
            set { input = value; }
        }

        private string output;
        public string Output
        {
            get { return output; }
            set { output = value; }
        }
}

5.6、客户端

Context context = new Context();     
IList list = new List();
list.Add(new TerminalExpression());
list.Add(new NonterminalExpression());
list.Add(new TerminalExpression());
list.Add(new TerminalExpression());

foreach (AbstractExpression  exp in list)
{
    exp.Interpret(context);
}
Console.ReadKey();