解釋器模式

解釋器模式（Interpreter Pattern）提供了評估語言的語法或表達式的方式，它屬于行為型模式。這種模式實現了一個表達式接口，該接口解釋一個特定的上下文。這種模式被用在 SQL 解析、符號處理引擎等。

介紹

意圖：給定一個語言，定義它的文法表示，并定義一個解釋器，這個解釋器使用該標識來解釋語言中的句子。

主要解決：對于一些固定文法構建一個解釋句子的解釋器。

何時使用：如果一種特定類型的問題發生的頻率足夠高，那么可能就值得將該問題的各個實例表述為一個簡單語言中的句子。這樣就可以構建一個解釋器，該解釋器通過解釋這些句子來解決該問題。

如何解決：構件語法樹，定義終結符與非終結符。

關鍵代碼：構件環境類，包含解釋器之外的一些全局信息，一般是 HashMap。

應用實例：編譯器、運算表達式計算。

優點： 1、可擴展性比較好，靈活。 2、增加了新的解釋表達式的方式。 3、易于實現簡單文法。

缺點： 1、可利用場景比較少。 2、對于復雜的文法比較難維護。 3、解釋器模式會引起類膨脹。 4、解釋器模式采用遞歸調用方法。

使用場景： 1、可以將一個需要解釋執行的語言中的句子表示為一個抽象語法樹。 2、一些重復出現的問題可以用一種簡單的語言來進行表達。 3、一個簡單語法需要解釋的場景。

注意事項：可利用場景比較少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

實現

我們將創建一個接口 Expression 和實現了 Expression 接口的實體類。定義作為上下文中主要解釋器的 TerminalExpression 類。其他的類 OrExpression、AndExpression 用于創建組合式表達式。

InterpreterPatternDemo，我們的演示類使用 Expression 類創建規則和演示表達式的解析。

步驟 1

創建一個表達式接口。

Expression.java

public interface Expression {
   public boolean interpret(String context);
}

步驟 2

創建實現了上述接口的實體類。

TerminalExpression.java

public class TerminalExpression implements Expression {
    
   private String data;

   public TerminalExpression(String data){
      this.data = data; 
   }

   @Override
   public boolean interpret(String context) {
      if(context.contains(data)){
         return true;
      }
      return false;
   }
}

OrExpression.java

public class OrExpression implements Expression {
     
   private Expression expr1 = null;
   private Expression expr2 = null;

   public OrExpression(Expression expr1, Expression expr2) { 
      this.expr1 = expr1;
      this.expr2 = expr2;
   }

   @Override
   public boolean interpret(String context) {     
      return expr1.interpret(context) || expr2.interpret(context);
   }
}

AndExpression.java

public class AndExpression implements Expression {
     
   private Expression expr1 = null;
   private Expression expr2 = null;

   public AndExpression(Expression expr1, Expression expr2) { 
      this.expr1 = expr1;
      this.expr2 = expr2;
   }

   @Override
   public boolean interpret(String context) {        
      return expr1.interpret(context) && expr2.interpret(context);
   }
}

步驟 3

InterpreterPatternDemo 使用 Expression 類來創建規則，并解析它們。

InterpreterPatternDemo.java

public class InterpreterPatternDemo {

   //規則：Robert 和 John 是男性
   public static Expression getMaleExpression(){
      Expression robert = new TerminalExpression("Robert");
      Expression john = new TerminalExpression("John");
      return new OrExpression(robert, john);     
   }

   //規則：Julie 是一個已婚的女性
   public static Expression getMarriedWomanExpression(){
      Expression julie = new TerminalExpression("Julie");
      Expression married = new TerminalExpression("Married");
      return new AndExpression(julie, married);       
   }

   public static void main(String[] args) {
      Expression isMale = getMaleExpression();
      Expression isMarriedWoman = getMarriedWomanExpression();

      System.out.println("John is male? " + isMale.interpret("John"));
      System.out.println("Julie is a married women? " 
      + isMarriedWoman.interpret("Married Julie"));
   }
}

步驟 4

驗證輸出。

John is male? true
Julie is a married women? true