设计模式 - 解释器模式

目录

一. 前言

二. 实现

三. 优缺点

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一. 前言

    解释器模式（Interpreter Pattern）指给定一门语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子，属于行为型设计模式。是一种按照规定的文法（语法）进行解析的模式。其核心思想就是识别文法，构建解释。

二. 实现

TerminalExpression: 终结符表达式，每个终结符都需要一个 TerminalExpression。
NonterminalExpression：非终结符表达式，实现文法中与非终结符有关的解释操作。
Context: 上下文，包含解释器之外的一些全局信息。

案例：以下是一个规则检验器实现，具有 and 和 or 规则，通过规则可以构建一颗解析树，用来检验一个文本是否满足解析树定义的规则。
例如一颗解析树为 D And (A Or (B C))，文本 "D A" 满足该解析树定义的规则。
这里的 Context 指的是 String。

public abstract class Expression {
    public abstract boolean interpret(String str);
}

public class TerminalExpression extends Expression {
    private String literal = null;

    public TerminalExpression(String str) {
        literal = str;
    }

    public boolean interpret(String str) {
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(str);
        while (st.hasMoreTokens()) {
            String test = st.nextToken();
            if (test.equals(literal)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

public class AndExpression extends Expression {
    private Expression expression1 = null;
    private Expression expression2 = null;

    public AndExpression(Expression expression1, Expression expression2) {
        this.expression1 = expression1;
        this.expression2 = expression2;
    }

    public boolean interpret(String str) {
        return expression1.interpret(str) && expression2.interpret(str);
    }
}

public class OrExpression extends Expression {
    private Expression expression1 = null;
    private Expression expression2 = null;

    public OrExpression(Expression expression1, Expression expression2) {
        this.expression1 = expression1;
        this.expression2 = expression2;
    }

    public boolean interpret(String str) {
        return expression1.interpret(str) || expression2.interpret(str);
    }
}

public class Client {
    /**
     * 构建解析树
     */
    public static Expression buildInterpreterTree() {
        // Literal
        Expression terminal1 = new TerminalExpression("A");
        Expression terminal2 = new TerminalExpression("B");
        Expression terminal3 = new TerminalExpression("C");
        Expression terminal4 = new TerminalExpression("D");
        // B C
        Expression alternation1 = new OrExpression(terminal2, terminal3);
        // A Or (B C)
        Expression alternation2 = new OrExpression(terminal1, alternation1);
        // D And (A Or (B C))
        return new AndExpression(terminal4, alternation2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Expression define = buildInterpreterTree();
        String context1 = "D A";
        String context2 = "A B";
        System.out.println(define.interpret(context1));
        System.out.println(define.interpret(context2));
    }
}

true
false

三. 优缺点

优点：
1. 由于语法由很多类表示，所以，当语法规则或者扩展语法时，只需要修改或者扩展表达式即可。
2. 对于简单的文法应当比较简单且易于实现，过于复杂的语法并不适合解释器模式。
缺点：
1.由于语法由很多类表示，过于复杂时，会产生大量的解释类，引起类臃肿，增加系统维护的难度。
2. 解释器模式采用递归调用方法，当完整表达式层级较深时，解释效率会下降。

JDK中的解释器模式
java.util.Pattern
java.text.Normalizer
javax.el.ELResolver