Java设计模式编程之解释器模式的简单讲解

时间:2022-08-31 20:48:33

0.解释器(Interpreter)模式定义 :
给定一门语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器,该解释器使用该表示来解释语言中句子。 属于行为型模式。
解释器模式在实际的系统开发中使用的非常少,因为它会引起效率、性能以及维护等问题。
解释器模式的通用类图如图所示。

Java设计模式编程之解释器模式的简单讲解

 

1.解释器模式的优点

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

2.解释器模式的缺点

解释器模式会引起类膨胀:每个语法都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,为维护带来了非常多的麻烦。
解释器模式采用递归调用方法:每个非终结符表达式只关心与自己有关的表达式,每个表达式需要知道最终的结果,必须一层一层地剥茧,无论是面向过程的语言还是面向对象的语言,递归都是在必要条件下使用的,它导致调试非常复杂。想想看,如果要排查一个语法错误,我们是不是要一个一个断点的调试下去,直到最小的语法单元。
效率问题:解释器模式由于使用了大量的循环和递归,效率是个不容忽视的问题,特别是用于解析复杂、冗长的语法时,效率是难以忍受的。

3.解释器模式的使用场景

重复发生的问题可以使用解释器模式:例如,多个应用服务器,每天产生大量的日志,需要对日志文件进行分析处理,由于各个服务器的日志格式不同,但是数据要素是相同的,按照解释器的说法就是终结符表达式都是相同的,但是非终结符表达式就需要制定了。在这种情况下,可以通过程序来一劳永逸地解决该问题。
一个简单语法需要解释的场景:为什么是简单?看看非终结表达式,文法规则越多,复杂度越高,而且类间还要进行递归调用(看看我们例子中的堆栈),不是一般地复杂。想想看,多个类之间的调用你需要什么样的耐心和信心去排查问题。因此,解释器模式一般用来解析比较标准的字符集,例如SQL语法分析,不过该部分逐渐被专用工具所取代。在某些特用的商业环境下也会采用解释器模式,我们刚刚的例子就是一个商业环境,而且现在模型运算的例子非常多,目前很多商业机构已经能够提供出大量的数据进行分析。

4.简单例子

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/**
 * 声明一个抽象的解释操作
 */
public interface Interpreter {
   
  public void interpret(Context context); //实际中,可以有个返回的类型,定义解释出的数据对象
}
 
public class XmlSaxInterpreter implements Interpreter {
 
  @Override
  public void interpret(Context context) {
    System.out.println("xml sax Interpreter:" + context.getData());
  }
 
}
 
public class XmlDomInterpreter implements Interpreter {
 
  @Override
  public void interpret(Context context) {
    System.out.println("xml dom Interpreter:" + context.getData());
  }
 
}
 
/**
 * 包含解释器之外的一些信息
 */
public class Context {
  private String data;
   
  public String getData() {
    return data;
  }
   
  public void setData(String data) {
    this.data = data;
  }
}
 
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Context context = new Context();
    context.setData("一段xml数据");
    new XmlSaxInterpreter().interpret(context);
    new XmlDomInterpreter().interpret(context);
  }
}

5.解释器模式的注意事项

尽量不要在重要的模块中使用解释器模式,否则维护会是一个很大的问题。在项目中可以使用shell、JRuby、Groovy等脚本语言来代替解释器模式,弥补Java编译型语言的不足。我们在一个银行的分析型项目中就采用JRuby进行运算处理,避免使用解释器模式的四则运算,效率和性能各方面表现良好。