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设计模式之解释器模式

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0x01.定义与类型

定义：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

为了解释一种语言，而为语言创建的解释器。

类型：行为型

UML类图

在这里插入图片描述

一个解释器模式中包含的四种角色

抽象（或接口）解释器(Interpreter)：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和非终结符解释器完成。

终结符表达式（TerminalExpression）：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（NonterminalExpression）：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（Context）：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。

0x02.适用场景

在某个特定类型问题发生频率足够高，需要自定义语法的场景。比如数据按照配置规则ETL！

0x03.优缺点

1.优点

语法由很多类表示，容易改变及扩展此“语言”

2.缺点

当语法规则数目太多时，增加了系统复杂度。

0x04.样例代码

使用解释器模式实现一个简单的语法 计算 **6 100 11 + *** 表达式，首先记录数值，然后按照顺序添加符号计算。

100 + 11

111 * 6

666

java代码实现

 * 表达式定义接口
 * 相加表达式
      firstExpression secondExpression
       firstExpression  secondExpression 
        firstExpression  firstExpression
        secondExpression  secondExpression
         firstExpression  secondExpression
 * 相乘规则表达式
      firstExpression secondExpression
      firstExpression  secondExpression 
        firstExpression  firstExpression
        secondExpression  secondExpression
         firstExpression  secondExpression
 * 数值型表达式
      number
      number 
        number  number
      number
        number  number
         number
 * 格式化表达式
      stack   
      parse  expression 
         itemArray  expression
          symbol  itemArray 
             symbol 
                 numberExpression   symbol
                stacknumberExpression
                out numberExpression
                 firstExpression  stack
                 secondExpression  stack
                out firstExpression
                        secondExpression
                 operator  firstExpression secondExpression symbol
                out operator
                 result  operator
                 numberInterpreter   result
                stacknumberInterpreter
                out result
         stack
 * 工具类
        symbol 
         symbol  symbol
        first
                                             second
                                             symbol 
         symbol 
                  first second
                  first second

测试与应用

 * 测试类
        args 
         input  
         parser   
         result  parserinput
        out  result

输出日志

入栈： 
入栈： 
入栈： 
出栈：11 和 
应用运算符: +
阶段结果入栈: 
出栈：111 和 
应用运算符: *
阶段结果入栈: 
解释器运算结果：666

代码对应的UML类图

在这里插入图片描述

在样例中：AddInterpreter和MultiInterpreter为终结表达式，NumberInterpreter为非终结表达式，ExpressionParser为环境角色。

0x05.相关设计模式

解释器模式和适配器模式

适配器模式不需要先知道适配的规则

解释器模式要预先知道语法规则

0x06.源码中的解释器模式

Pattern

Spring SpelExpressionParse

0x07.代码地址

设计模式之解释器模式: https://github.com/sigmako/design-pattern/tree/master/interpreter

0x08.推荐阅读

慕课网设计模式精讲: https://coding.imooc.com/class/270.html

23种设计模式（14）：解释器模式: https://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7666020

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