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一、引子
其實(shí)沒(méi)有什么好的例子引入解釋器模式，因?yàn)樗枋隽巳绾螛?gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言解釋器，主要應(yīng)用在使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言開(kāi)發(fā)編譯器中；在實(shí)際應(yīng)用中，我們可能很少碰到去構(gòu)造一個(gè)語(yǔ)言的文法的情況。
雖然你幾乎用不到這個(gè)模式，但是看一看還是能受到一定的啟發(fā)的。
二、定義與結(jié)構(gòu)
解釋器模式的定義如下：定義語(yǔ)言的文法，并且建立一個(gè)解釋器來(lái)解釋該語(yǔ)言中的句子。它屬于類(lèi)的行為模式。這里的語(yǔ)言意思是使用規(guī)定格式和語(yǔ)法的代碼。
在GOF的書(shū)中指出：如果一種特定類(lèi)型的問(wèn)題發(fā)生的頻率足夠高，那么可能就值得將該問(wèn)題的各個(gè)實(shí)例表述為一個(gè)簡(jiǎn)單語(yǔ)言中的句子。這樣就可以構(gòu)建一個(gè)解釋器，該解釋器通過(guò)解釋這些句子來(lái)解決該問(wèn)題。而且當(dāng)文法簡(jiǎn)單、效率不是關(guān)鍵問(wèn)題的時(shí)候效果最好。
這也就是解釋器模式應(yīng)用的環(huán)境了。
讓我們來(lái)看看神秘的解釋器模式是由什么來(lái)組成的吧。
1) 抽象表達(dá)式角色：聲明一個(gè)抽象的解釋操作，這個(gè)接口為所有具體表達(dá)式角色（抽象語(yǔ)法樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)）都要實(shí)現(xiàn)的。
什么叫做抽象語(yǔ)法樹(shù)呢？《java與模式》中給的解釋為：抽象語(yǔ)法樹(shù)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表一個(gè)語(yǔ)句，而在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都可以執(zhí)行解釋方法。這個(gè)解釋方法的執(zhí)行就代表這個(gè)語(yǔ)句被解釋。由于每一個(gè)語(yǔ)句都代表這個(gè)語(yǔ)句被解釋。由于每一個(gè)語(yǔ)句都代表一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題的實(shí)例，因此每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的解釋操作都代表對(duì)一個(gè)問(wèn)題實(shí)例的解答。
2) 終結(jié)符表達(dá)式角色：具體表達(dá)式。
a) 實(shí)現(xiàn)與文法中的終結(jié)符相關(guān)聯(lián)的解釋操作
b) 而且句子中的每個(gè)終結(jié)符需要該類(lèi)的一個(gè)實(shí)例與之對(duì)應(yīng)
3) 非終結(jié)符表達(dá)式角色：具體表達(dá)式。
a) 文法中的每條規(guī)則R::=R1R2…Rn都需要一個(gè)非終結(jié)符表帶式角色
b) 對(duì)于從R1到Rn的每個(gè)符號(hào)都維護(hù)一個(gè)抽象表達(dá)式角色的實(shí)例變量
c) 實(shí)現(xiàn)解釋操作，解釋一般要遞歸地調(diào)用表示從R1到Rn的那些對(duì)象的解釋操作
4) 上下文（環(huán)境）角色：包含解釋器之外的一些全局信息。
5) 客戶(hù)角色：
a) 構(gòu)建（或者被給定）表示該文法定義的語(yǔ)言中的一個(gè)特定的句子的抽象語(yǔ)法樹(shù)
b) 調(diào)用解釋操作
放上張解釋器結(jié)構(gòu)類(lèi)圖吧，這也是來(lái)自于GOF的書(shū)中。
對(duì)每一個(gè)角色都給出了詳細(xì)的職責(zé)，而且在類(lèi)圖中給出五個(gè)角色之間的關(guān)系。這樣實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不是很困難了，下面舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，希望能加深你對(duì)解釋器模式的理解。
三、舉例
來(lái)舉一個(gè)加減乘除的例子吧，實(shí)現(xiàn)思路來(lái)自于《java與模式》中的例子。每個(gè)角色的功能按照上面提到的規(guī)范來(lái)實(shí)現(xiàn)。
//上下文（環(huán)境）角色，使用HashMap來(lái)存儲(chǔ)變量對(duì)應(yīng)的數(shù)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 ;
}
}
//抽象表達(dá)式角色，也可以用接口來(lái)實(shí)現(xiàn)
abstract class Expression
{
public abstract int interpret(Context con);
}
//終結(jié)符表達(dá)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為調(diào)用interpret方法的Variable對(duì)象
return con.LookupValue(this);
}
}
//非終結(jié)符表達(dá)式角色
class Add extends Expression
{
private Expression left ,right ;
public Add(Expression left , Expression right)
{
this.left = left ;
this.right= right ;
}
public int interpret(Context con)
{
return left.interpret(con) + right.interpret(con);
}
}
class Subtract extends Expression
{
private Expression left , right ;
public Subtract(Expression left , Expression right)
{
this.left = left ;
this.right= right ;
}
public int interpret(Context con)
{
return left.interpret(con) - right.interpret(con);
}
}
class Multiply extends Expression
{
private Expression left , right ;
public Multiply(Expression left , Expression right)
{
this.left = left ;
this.right= right ;
}
public int interpret(Context con)
{
return left.interpret(con) * right.interpret(con);
}
}
class Division extends Expression
{
private Expression left , right ;
public Division(Expression left , Expression right)
{
this.left = left ;
this.right= right ;
}
public int interpret(Context con)
{
try{
return left.interpret(con) / right.interpret(con);
}catch(ArithmeticException ae)
{
System.out.println("被除數(shù)為0！");
return -11111;
}
}
}
//測(cè)試程序，計(jì)算 (a*b)/(a-b+2)
public class Test
{
private static Expression ex ;
private static Context con ;
public static void main(String[] args)
{
con = new Context();
//設(shè)置變量、常量
Variable a = new Variable();
Variable b = new Variable();
Constant c = new Constant(2);
//為變量賦值
con.addValue(a , 5);
con.addValue(b , 7);
//運(yùn)算，對(duì)句子的結(jié)構(gòu)由我們自己來(lái)分析，構(gòu)造
ex = new Division(new Multiply(a , b), new Add(new Subtract(a , b) , c));
System.out.println("運(yùn)算結(jié)果為："+ex.interpret(con));
}
}
解釋器模式并沒(méi)有說(shuō)明如何創(chuàng)建一個(gè)抽象語(yǔ)法樹(shù)，因此它的實(shí)現(xiàn)可以多種多樣，在上面我們是直接在Test中提供的，當(dāng)然還有更好、更專(zhuān)業(yè)的實(shí)現(xiàn)方式。
對(duì)于終結(jié)符，GOF建議采用享元模式來(lái)共享它們的拷貝，因?yàn)樗鼈円啻沃貜?fù)出現(xiàn)。但是考慮到享元模式的使用局限性，我建議還是當(dāng)你的系統(tǒng)中終結(jié)符重復(fù)的足夠多的時(shí)候再考慮享元模式。
四、優(yōu)缺點(diǎn)
解釋器模式提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方式來(lái)執(zhí)行語(yǔ)法，而且容易修改或者擴(kuò)展語(yǔ)法。一般系統(tǒng)中很多類(lèi)使用相似的語(yǔ)法，可以使用一個(gè)解釋器來(lái)代替為每一個(gè)規(guī)則實(shí)現(xiàn)一個(gè)解釋器。而且在解釋器中不同的規(guī)則是由不同的類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣使得添加一個(gè)新的語(yǔ)法規(guī)則變得簡(jiǎn)單。
但是解釋器模式對(duì)于復(fù)雜文法難以維護(hù)。可以想象一下，每一個(gè)規(guī)則要對(duì)應(yīng)一個(gè)處理類(lèi)，而且這些類(lèi)還要遞歸調(diào)用抽象表達(dá)式角色，多如亂麻的類(lèi)交織在一起是多么恐怖的一件事啊！
五、總結(jié)
這樣對(duì)解釋器模式應(yīng)該有了些大體的認(rèn)識(shí)了吧，由于這個(gè)模式使用的案例匱乏，所以本文大部分觀點(diǎn)直接來(lái)自于GOF的原著。只是實(shí)例代碼是親自實(shí)現(xiàn)并調(diào)試通過(guò)的。
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