Java设计模式之解释器模式

解释器模式（Interpreter Pattern）是一种行为型设计模式，它用于定义一种语言的文法，并通过解释器来解释语言中的句子。该模式可以将一个语言的句子表示为一个抽象语法树，然后通过解释器逐个节点地解释执行，从而实现对语言的解释。

解释器模式由以下几个要素组成：

• 抽象表达式（Abstract Expression）：定义了解释器的接口，声明了抽象的解释方法 interpret()。
• 终结符表达式（Terminal Expression）：表示语言中的终结符，实现了抽象表达式的 interpret() 方法。
• 非终结符表达式（Nonterminal Expression）：表示语言中的非终结符，通常由多个终结符或非终结符组合而成，实现了抽象表达式的 interpret() 方法。
• 上下文（Context）：包含解释器所需的全局信息，供解释器进行解释使用。

下面是一个示例，假设我们有一个简单的语言，其中包含两个终结符（变量）和一个非终结符（加法操作）：

// 抽象表达式
interface Expression {
    int interpret(Context context);
}

// 终结符表达式
class VariableExpression implements Expression {
    private String name;
    
    public VariableExpression(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public int interpret(Context context) {
        return context.getValue(name);
    }
}

// 非终结符表达式
class AddExpression implements Expression {
    private Expression left;
    private Expression right;
    
    public AddExpression(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
    
    public int interpret(Context context) {
        return left.interpret(context) + right.interpret(context);
    }
}

// 上下文
class Context {
    private Map<String, Integer> variables;
    
    public Context() {
        variables = new HashMap<>();
    }
    
    public void setVariable(String name, int value) {
        variables.put(name, value);
    }
    
    public int getValue(String name) {
        return variables.getOrDefault(name, 0);
    }
}

使用示例：

Context context = new Context();
context.setVariable("x", 5);
context.setVariable("y", 10);

Expression expression = new AddExpression(
    new VariableExpression("x"),
    new VariableExpression("y")
);

int result = expression.interpret(context);
System.out.println("Result: " + result); // Output: Result: 15

在上述示例中，我们定义了一个简单的语言，其中变量由 VariableExpression 表示，加法操作由 AddExpression 表示。我们使用 Context 类来存储变量的值，并在解释器中使用这些值进行计算。最后，我们通过调用 interpret() 方法来解释并执行语言中的句子，得到最终的结果。

解释器模式适用于需要解释执行一些特定语法或规则的场景，例如编程语言的解释器、正则表达式的解析等。它可以简化语言的解释和执行过程，但同时也增加了系统的复杂性，因此在使用时需要权衡利弊。