解譯器模式


解釋器模式（Interpreter Pattern）提供了評估語言的語法或表達式的方式，它屬於行為型模式。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，並定義一個解釋器，這個解釋器使用該標識來解釋語言中的句子。

主要解決：對於一些固定文法建立一個解釋句子的解釋器。

何時使用：如果特定類型的問題發生的頻率夠高，那麼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。這樣就可以建立一個解釋器，該解釋器透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。

關鍵程式碼：構件環境類，包含解釋器以外的一些全域信息，一般是 HashMap。

應用程式實例：編譯器、運算表達式計算。

優點：1、可擴充性比較好，靈活。 2、增加了新的解釋表達式的方式。 3.易於實現簡單文法。

缺點：1、可利用場景比較少。 2.對於複雜的文法比較難維持。 3.解釋器模式會造成類膨脹。 4.解釋器模式採用遞歸呼叫方法。

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、一些重複出現的問題可以用一種簡單的語言來表達。 3.一個簡單文法需要解釋的場景。

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

實作

我們將建立一個介面 Expression 和實作了 Expression 介面的實體類別。定義作為上下文中主要解釋器的 TerminalExpression 類別。其他的類別 OrExpression、AndExpression 用來建立組合式表達式。

InterpreterPatternDemo，我們的演示類別使用 Expression 類別建立規則和演示表達式的解析。

interpreter_pattern_uml_diagram.jpg

步驟 1

建立一個表達式介面。

Expression.java

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

步驟 2

建立實作了上述介面的實體類別。

#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 類別來建立規則，並解析它們。

InterpreterPatternDemo.java

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

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