java设计模式之解释器模式

解释器模式(Interpreter Pattern)提供了评估语言的语法或表达的方式，它属于行为模式。这种模式实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在SQL解析、符号处理引擎等。

模式介绍：

意图：给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

主要解决：对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

何时使用：如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决问题。

如何解决：构建语法树，定义终结符雨非终结符。

关键代码：构建环境类，包含解释器之外的一些全局信息，一般是HashMap。

应用实例：编译器、运算表达式计算。

优点：

• 可扩展性比较好，灵活。
• 增加了新的解释表达式的方式。
• 易于实现简单方法。

缺点：

• 可利用场景比较少。
• 对于复杂的文法比较难维护。
• 解释器模式会引起类膨胀。
• 解释器模式采用递归调用方法。

使用场景：

• 可以将一个需要解释执行的语言中的句子标识为一个抽象语法树。
• 一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。
• 一个简单语法需要解释的场景。

注意事项：可利用场景比较少，java中如果遇到可以用expression4J代替。

实现：

创建一个接口Expression和实现了Expression接口的实体类。定义作为上下文中主要解释器的TerminalExpression类。其他的类OrExpression、AndExpression用于创建组合式表达式。

InterpreterPatternDemo使用Expression类创建规则和演示表达式的解析。

新建Expression.java接口：

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

创建实现接口的实体类：

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;
    }
}

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);
    }
}

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);
    }
}

InterprePatternDemo使用Expression来创建规则，并解析它们：

/**
 * InterpreterPatternDemo使用expression类来创建规则，并解析它们
 */
public class InterpreterPatternDemo {

    //规则：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);
    }

    //规则：julie是一个已婚女性
    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"));
    }
}

执行程序，输出结果：

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