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解释器模式

2022年01月03日 面试题 ⁄ 共 2584字 ⁄ 字号 暂无评论
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解释器模式(Interpreter Pattern)提供了评估语言的语法或表达式的方式,它属于行为型模式。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。

 

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该问题。

 

如何解决:构建语法树,定义终结符与非终结符。

 

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: 1、可扩展性比较好,灵活。 2、增加了新的解释表达式的方式。 3、易于实现简单文法。

 

缺点: 1、可利用场景比较少。 2、对于复杂的文法比较难维护。 3、解释器模式会引起类膨胀。 4、解释器模式采用递归调用方法。

 

使用场景: 1、可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。 2、一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。 3、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 中如果碰到可以用 expression4J 代替。

 

实现

我们将创建一个接口 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,我们的演示类使用 Expression 类创建规则和演示表达式的解析。

 

解释器模式的 UML 图

步骤 1

创建一个表达式接口。

 

Expression.java

public interface Expression {

public boolean interpret(String context);

}

步骤 2

创建实现了上述接口的实体类。

 

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);

}

}

步骤 3

InterpreterPatternDemo 使用 Expression 类来创建规则,并解析它们。

 

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"));

}

}

步骤 4

执行程序,输出结果:

 

John is male? true

Julie is a married women? true

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