简介
Interpreter模式也叫解释器模式，是由GoF提出的23种设计模式中的一种。Interpreter是行为模式之一，它是一种特殊的设计模式，它建立一个解释器，对于特定的计算机程序设计语言，用来解释预先定义的文法。
应用环境：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。而且当【文法简单】、【效率不是关键问题】的时候效果最好。当有一个语言需要【解释执行】，并且你可将该语言中的句子表示为一个【抽象语法树】，可以使用解释器模式。
角色：
- 抽象表达式角色(AbstractExpression): 声明一个抽象的解释操作，这个接口为所有具体表达式角色都要实现的
- 终结符表达式角色(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
- 非终结符表达式角色(NonterminalExpression): 文法中的每条规则对应于一个非终结表达式，非终结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): 包含解释器之外的一些全局信息
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。
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，可能产生大量的类文件，难以维护
- 解释器模式采用【递归调用】方法，它导致调试非常复杂
- 解释器由于使用了大量的循环和递归，所以当用于解析复杂、冗长的语法时，【效率】是难以忍受的
注意事项：
- 尽量不要在重要模块中使用解释器模式，因为维护困难。在项目中，可以使用shell,JRuby,Groovy等脚本语言来代替解释器模式。
作用：用一组类代表某一规则类图：四则运算这个模式通常定义了一个语言的语法，然后解析相应语法的语句。java.util.Patternjava.text.Normalizerjava.text.Format
经典案例
public class Test2 {public static void main(String[] args) {//计算(7*8)/(7-8+2)的值Context context = new Context();context.addValue("a", 7);context.addValue("b", 8);context.addValue("c", 2);AbstractExpression multiplyValue = new MultiplyNTExpression(new TerminalExpression(context.getValue("a")), new TerminalExpression(context.getValue("b")));//a*bAbstractExpression subtractValue = new SubtractNTExpression(new TerminalExpression(context.getValue("a")), new TerminalExpression(context.getValue("b")));//a-bAbstractExpression addValue = new AddNTExpression(subtractValue, new TerminalExpression(context.getValue("c")));//(a-b)+cAbstractExpression divisionValue = new DivisionNTExpression(multiplyValue, addValue);//(a*b)/(a-b+c)System.out.println(divisionValue.interpreter(context));}}
class Context {private Map<String, Integer> valueMap = new HashMap<String, Integer>();public void addValue(String key, int value) {valueMap.put(key, value);}public int getValue(String key) {return valueMap.get(key);}}
/**抽象表达式角色(AbstractExpression): 声明一个抽象的解释操作，这个接口为所有具体表达式角色都要实现的*/abstract class AbstractExpression {public abstract int interpreter(Context context);}
/**终结符表达式角色(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*/class TerminalExpression extends AbstractExpression {//Terminal 终结符,末期的,晚期的。终结符就是语言中用到的基本元素，一般不能再被分解private int i;public TerminalExpression(int i) {this.i = i;}@Overridepublic int interpreter(Context context) {//不进行任何操作return i;}}
/**非终结符表达式角色(NonterminalExpression): 文法中的每条规则对应于一个非终结表达式，非终结表达式根据逻辑的复杂程度而增加*/class AddNTExpression extends AbstractExpression {//Nonterminal 非终结符号，非末端private AbstractExpression left;private AbstractExpression right;public AddNTExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic int interpreter(Context context) {return left.interpreter(context) + right.interpreter(context);//加法操作}}class SubtractNTExpression extends AbstractExpression {private AbstractExpression left;private AbstractExpression right;public SubtractNTExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic int interpreter(Context context) {return left.interpreter(context) - right.interpreter(context);//减法操作}}class MultiplyNTExpression extends AbstractExpression {private AbstractExpression left;private AbstractExpression right;public MultiplyNTExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic int interpreter(Context context) {return left.interpreter(context) * right.interpreter(context);//乘法操作}}class DivisionNTExpression extends AbstractExpression {private AbstractExpression left;private AbstractExpression right;public DivisionNTExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic int interpreter(Context context) {int value = right.interpreter(context);if (value != 0) return left.interpreter(context) / value;//除法操作return -1111;}}
演示
public class Context {private Map<Variable, Boolean> map = new HashMap<Variable, Boolean>();public void assign(Variable var, boolean value) {map.put(var, new Boolean(value));}public boolean lookup(Variable var) throws IllegalArgumentException {Boolean value = map.get(var);if (value == null) throw new IllegalArgumentException();return value.booleanValue();}}
public abstract class Expression {/**以环境为准，本方法解释给定的任何一个表达式 */public abstract boolean interpret(Context ctx);@Overridepublic int hashCode() {return this.toString().hashCode();}}
class Constant extends Expression {private boolean value;public Constant(boolean value) {this.value = value;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj != null && obj instanceof Constant) {return this.value == ((Constant) obj).value;}return false;}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return value;}@Overridepublic String toString() {return new Boolean(value).toString();}}class Variable extends Expression {private String name;public Variable(String name) {this.name = name;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj != null && obj instanceof Variable) {return this.name.equals(((Variable) obj).name);}return false;}@Overridepublic String toString() {return name;}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return ctx.lookup(this);}}
class And extends Expression {private Expression left, right;public And(Expression left, Expression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj != null && obj instanceof And) {return left.equals(((And) obj).left) && right.equals(((And) obj).right);}return false;}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx);}@Overridepublic String toString() {return "(" + left.toString() + " AND " + right.toString() + ")";}}class Or extends Expression {private Expression left, right;public Or(Expression left, Expression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj != null && obj instanceof Or) {return this.left.equals(((Or) obj).left) && this.right.equals(((Or) obj).right);}return false;}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx);}@Overridepublic String toString() {return "(" + left.toString() + " OR " + right.toString() + ")";}}class Not extends Expression {private Expression exp;public Not(Expression exp) {this.exp = exp;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj != null && obj instanceof Not) {return exp.equals(((Not) obj).exp);}return false;}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return !exp.interpret(ctx);}@Overridepublic String toString() {return "(Not " + exp.toString() + ")";}}
public class Test {public static void main(String[] args) {Context ctx = new Context();Variable x = new Variable("x");Variable y = new Variable("y");Constant c = new Constant(true);ctx.assign(x, false);ctx.assign(y, true);Expression exp = new Or(new And(c, x), new And(y, new Not(x)));System.out.println("x=" + x.interpret(ctx));System.out.println("y=" + y.interpret(ctx));System.out.println(exp.toString() + "=" + exp.interpret(ctx));}}
