• 22【解释器设计模式】



    二十二、解释器设计模式

    22.1 解释器设计模式简介

    22.1.1 解释器设计模式概述

    解释器设计模式(Interpreter Pattern):给定一门语言,定义他的文法(语法)的一种表示,并定义解释器来解释语言中的句子,解释器模式是一种按照规定的文法(语法)进行解析的模式;

    解释器模式的核心就是将一些固定的语法进行解释,构建出一个解释句子的解析器,简单理解起来就是定义一个简答的语法解析工具,它可以识别句子的语义,提取出需要的信息,然后进行处理;

    22.1.2 解释器设计模式的UML类图

    解释器模式主要包含4个角色

    • 1)抽象表达式(IExpression):定义一个负责解释语法的方法(interpret),具体的解释交给子类(因为可以有不同的解释规则);
    • 2)终结符表达式(TerminalExpression):抽象表达式的一种实现,用来实现文法中与终结符相关的操作,文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。例如语法:A+B,A和B就是终结表达式;可以将终结表达式理解为就是具体的变量
    • 3)非终结符表达式(NonterminalExpression):抽象表达式的另一种实现,用来实现文法中与非终结符相关的操作,文法中的每条规则都对应于一个非终结符表达式。例如语法:A+B,“+”号就是非终结表达式
    • 4)上下文环境(Context):用于存放文法中各个终结表达式对应的具体值。例如A+B,A和B都是一种非终结表达式,那么A和B具体的值存储在Context中;

    在这里插入图片描述

    22.2 解释器设计模式的实现

    【案例】

    使用解释器模式来实现一个计算器,包含加法、减法;

    • 核心:A+B这样的语法需要通过解释器来解释,并且实现其功能;

    • 1)抽象解释器:
    package com.pattern.demo;
    
    /**
     * @author lscl
     * @version 1.0
     * @intro: 抽象表达式
     */
    public interface IExpression {
        // 定义器解释方法
        public abstract int interpret(Context context);
    }
    
    • 2)非终结符表达式(加法表达式):
    package com.pattern.demo;
    
    /**
     * @author lscl
     * @version 1.0
     * @intro: 加法符号: 非终结表达式(参与计算的符号)
     */
    public class AddExpression  implements IExpression {
        // 加法左边的符号(也是一个表达式.这个表达式是一个数字,也称终结表达式)
        private IExpression left;
    
        // 加法右边的符号(也是一个表达式.这个表达式是一个数字,也称终结表达式)
        private IExpression right;
    
        public AddExpression(IExpression left, IExpression right) {
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
    
        @Override
        public int interpret(Context context) {
    
            // 非终结表达式的计算实质上就是: 将符号(非终结表达式) 左右两边的 变量(终结表达式) 进行计算
            return left.interpret(context) + right.interpret(context);          // 简化成: 10 + 10
        }
    
        @Override
        public String toString() {
    
            // 字符串表示形式为 左边的表达式 + 右边的表达式  简化成: (a + b)
            return "(" + left.toString() + " + " + right.toString() + ")";
        }
    }
    
    • 3)非终结符表达式(减法表达式):
    package com.pattern.demo;
    
    /**
     * @author lscl
     * @version 1.0
     * @intro: 减法符号: 非终结表达式(参与计算的符号)
     */
    public class SubExpression implements IExpression {
    
        // 减法左边的符号(也是一个表达式.这个表达式是一个数字,也称终结表达式)
        private IExpression left;
    
        // 减法右边的符号(也是一个表达式.这个表达式是一个数字,也称终结表达式)
        private IExpression right;
    
        public SubExpression(IExpression left, IExpression right) {
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
    
        @Override
        public int interpret(Context context) {
    
            // 非终结表达式的计算实质上就是: 将符号(非终结表达式) 左右两边的 变量(终结表达式) 进行计算
            return left.interpret(context) - right.interpret(context);          // 简化成: 10 - 10
        }
    
        @Override
        public String toString() {
    
            // 字符串表示形式为 左边的表达式 - 右边的表达式  简化成: (a - b)
            return "(" + left.toString() + " - " + right.toString() + ")";
        }
    }
    
    • 4)终结符表达式(普遍变量):
    package com.pattern.demo;
    
    /**
     * @author lscl
     * @version 1.0
     * @intro: 参与计算的变量: 终结表达式
     */
    public class VariableExpression implements IExpression {
    
        // 变量的名称
        private String name;
    
        public VariableExpression(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public int interpret(Context context) {
    
            // 终结表达式的计算本质上还是从Context中获取这个终结表达式本身的值
            return context.getValue(this);          // 一个具体的数值,比如: 10
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return name;
        }
    }
    
    • 5)上下文环境对象:
    package com.pattern.demo;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * @author lscl
     * @version 1.0
     * @intro: 上下文对象,存储变量表达式(非终结表达式)
     */
    public class Context {
        private Map<VariableExpression, Integer> map = new HashMap();
    
        /**
         * 添加变量表达式(非终结表达式)
         * @param var
         * @param value
         */
        public void addExpression(VariableExpression var, Integer value) {
            map.put(var, value);
        }
    
        // 获取变量(非终结)表达式本身的值
        public int getValue(VariableExpression var) {
            Integer value = map.get(var);
            return value;
        }
    }
    

    22.3 解释器设计模式的优缺点

    • 优点:
      • 1)在解释器模式中,由于语法是有很多的类实现的,当语法规则更改时,只需要修改响应的非终结表达式即可;
      • 2)当语法扩展时,只需要添加对于的非终结表达式的实现即可,符合 “开闭原则”。
    • 缺点:
      • 1)非终结表达式在解析时,需要解析各个其他表达式的语法,如果某个解释器解释耗时,将会影响整个解释过程
      • 2)定义过多的终结符表达式造成系统类的数量增多,系统变得难以维护
  • 相关阅读:
    家长注意!9月开学有这些变化 猿辅导资深教研解读新课标
    22.3 分布式
    时间序列论文: NeuralProphet: Explainable Forecasting at Scale
    常用RFC规范汇总
    Mysql 表的约束
    代码随想录算法训练营DAY29(记录)|C++回溯算法Part.5|491.递增子序列、46.全排列、47.全排列II
    软件开发项目文档系列之十五如何撰写项目结项报告
    34k*16 薪,3年自动化测试历经3轮面试成功拿下字节Offer....
    分享一种非隔离控制三象限双向可控硅的产品级电路
    嵌入式安全:Provencore Secure os
  • 原文地址:https://blog.csdn.net/Bb15070047748/article/details/127095776