设计模式----解释器模式UML和实现代码

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#设计模式 #java #python

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一、什么是解释器模式？

解释器模式（interpreter）

定义：给定一种语言，定义他的方法的一种表示，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。

类型：形为型模式

顺口溜：中访策备迭观模命状职解

二、解释器模式UML

三、JAVA代码实现

package com.amosli.dp.interpreter;

public class Context {
	private String input;
	private String output;

	public String getInput() {
		return input;
	}

	public void setInput(String input) {
		this.input = input;
	}

	public String getOutput() {
		return output;
	}

	public void setOutput(String output) {
		this.output = output;
	}
}


package com.amosli.dp.interpreter;

public abstract class AbstractExpression {

	public abstract void interpreter(Context context);

}

package com.amosli.dp.interpreter;

public class NonTerminalExpression extends AbstractExpression {

	@Override
	public void interpreter(Context context) {
		System.out.println("this is NonTerminalExpression !");
	}

}

package com.amosli.dp.interpreter;

public class TerminalExpression extends AbstractExpression {

	@Override
	public void interpreter(Context context) {
		System.out.println("this is terminal expression!!!");
	}
}

package com.amosli.dp.interpreter;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Context context  = new Context();
		List<AbstractExpression> expressions = new ArrayList<AbstractExpression>();
		expressions.add(new TerminalExpression());
		expressions.add(new NonTerminalExpression());
		expressions.add(new TerminalExpression());
		for (AbstractExpression abstractExpression : expressions) {
			abstractExpression.interpreter(context);
		}
	}
}

抽象解释器：声明一个所有具体表达式都要实现的抽象接口（或者抽象类），接口中主要是一个interpret()方法，称为解释操作。具体解释任务由它的各个实现类来完成，具体的解释器分别由终结符解释器TerminalExpression和非终结符解释器NonterminalExpression完成。
终结符表达式：实现与文法中的元素相关联的解释操作，通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式，但有多个实例，对应不同的终结符。终结符一半是文法中的运算单元，比如有一个简单的公式R=R1+R2，在里面R1和R2就是终结符，对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。
非终结符表达式：文法中的每条规则对应于一个非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字，比如公式R=R1+R2中，+就是非终结符，解析+的解释器就是一个非终结符表达式。非终结符表达式根据逻辑的复杂程度而增加，原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式。
环境角色：这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值，比如R=R1+R2，我们给R1赋值100，给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中，很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

四、使用场景

1、有一个简单的语法规则，比如一个sql语句，如果我们需要根据sql语句进行rm转换，就可以使用解释器模式来对语句进行解释。

2、一些重复发生的问题，比如加减乘除四则运算，但是公式每次都不同，有时是a+b-cd，有时是ab+c-d，等等等等个，公式千变万化，但是都是由加减乘除四个非终结符来连接的，这时我们就可以使用解释器模式。

五、优缺点

1、优点

解释器是一个简单的语法分析工具，它最显著的优点就是扩展性，修改语法规则只需要修改相应的非终结符就可以了，若扩展语法，只需要增加非终结符类就可以了。

2、缺点

1）维护成本高

解释器模式会引起类的膨胀，每个语法都需要产生一个非终结符表达式，语法规则比较复杂时，就可能产生大量的类文件，为维护带来非常多的麻烦。

2）过于复杂时效率低

同时，由于采用递归调用方法，每个非终结符表达式只关心与自己相关的表达式，每个表达式需要知道最终的结果，必须通过递归方式，无论是面向对象的语言还是面向过程的语言，递归都是一个不推荐的方式。由于使用了大量的循环和递归，效率是一个不容忽视的问题。特别是用于解释一个解析复杂、冗长的语法时，效率是难以忍受的。