基于Java的解释器设计模式

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　　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。

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　　 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(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 , Expres