深入浅出基于Java的解释器设计模式

一、引子

其实没有什么好的例子引入解释器模式，因为它描述了如何构成一个简单的语言解释器，主要应用在使用面向对象语言开发编译器中；在实际应用中，我们可能很少碰到去构造一个语言的文法的情况。

虽然你几乎用不到这个模式，但是看一看还是能受到一定的启发的。

二、定义与结构

解释器模式的定义如下：定义语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子。它属于类的行为模式。这里的语言意思是使用规定格式和语法的代码。

在GOF的书中指出：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。

这也就是解释器模式应用的环境了。

让我们来看看神秘的解释器模式是由什么来组成的吧。

1) 抽象表达式角色：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（抽象语法树中的节点）都要实现的。

什么叫做抽象语法树呢？《java与模式》中给的解释为：抽象语法树的每一个节点都代表一个语句，而在每个节点上都可以执行解释方法。这个解释方法的执行就代表这个语句被解释。由于每一个语句都代表这个语句被解释。由于每一个语句都代表一个常见的问题的实例，因此每一个节点上的解释操作都代表对一个问题实例的解答。

2) 终结符表达式角色：具体表达式。

a) 实现与文法中的终结符相关联的解释操作

b) 而且句子中的每个终结符需要该类的一个实例与之对应

3) 非终结符表达式角色：具体表达式。

a) 文法中的每条规则R::=R1R2…Rn都需要一个非终结符表带式角色

b) 对于从R1到Rn的每个符号都维护一个抽象表达式角色的实例变量

c) 实现解释操作，解释一般要递归地调用表示从R1到Rn的那些对象的解释操作

4) 上下文（环境）角色：包含解释器之外的一些全局信息。

5) 客户角色：

a) 构建（或者被给定）表示该文法定义的语言中的一个特定的句子的抽象语法树

b) 调用解释操作

放上张解释器结构类图吧，这也是来自于GOF的书中。

对每一个角色都给出了详细的职责，而且在类图中给出五个角色之间的关系。这样实现起来也不是很困难了，下面举了一个简单的例子，希望能加深你对解释器模式的理解。

深入浅出基于Java的解释器设计模式(2)

三、举例

来举一个加减乘除的例子吧，实现思路来自于《java与模式》中的例子。每个角色的功能按照上面提到的规范来实现。

//上下文（环境）角色，使用HashMap来存储变量对应的数值 class Context { 　 private Map valueMap = new HashMap(); 　 public void addValue(Variable x , int y) 　 { 　　 Integer yi = new Integer(y); 　　 valueMap.put(x , yi); 　 } 　 public int LookupValue(Variable x) 　 { 　　 int i = ((Integer)valueMap.get(x)).intValue(); 　　 return i ; 　 } } //抽象表达式角色，也可以用接口来实现 abstract class Expression { 　 public abstract int interpret(Context con); } //终结符表达式角色 class Constant extends Expression { 　 private int i ; 　 public Constant(int i) 　 { 　　 this.i = i; 　 } 　 public int interpret(Context con) 　 { 　　 return i ; 　 } } class Variable extends Expression { 　 public int interpret(Context con) 　 { 　　 //this为调用interpret方法的Variable对象 　　 return con.LookupValue(this); 　 } } //非终结符表达式角色 class Add extends Expression { 　 private Expression left ,right ; 　 public Add(Expre

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