设计模式之解释器模式
解释器模式字面意思，也即解释某些内容的含义。这种设计模式是实际开发中最不容易用到的。比如SQL解析，符号处理引擎，会用到解释器模式，属于更底层的开发人员才会用到的设计模式。
本文就以解释器模式的概念、角色和简单的例子说明解释器模式，读者对这部分内容了解即可。
一、概念
解释器模式是指给定一门语言，定义它的文法的一种表示(如：加减乘除表达式和正则表达式等)，然后再定义一个解释器，该解释器用来解释我们的文法表示(表达式)。
解释器模式的结构与组合模式相似，不过其包含的组成元素比组合模式多，而且组合模式是对象结构型模式，而解释器模式是类行为型模式。
解释器模式中包含四个角色：
1. 抽象解释器（Abstract Expression）角色：定义解释器的接口，约定解释器的解释操作，主要包含解释方法 interpret()。
1. 终结符解释器（Terminal Expression）角色：是抽象表达式的子类，用来实现文法中与终结符相关的操作，文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。
1. 非终结符解释器（Nonterminal Expression）角色：也是抽象表达式的子类，用来实现文法中与非终结符相关的操作，文法中的每条规则都对应于一个非终结符表达式。
1. 环境（Context）角色：通常包含各个解释器需要的数据或是公共的功能，一般用来传递被所有解释器共享的数据，后面的解释器可以从这里获取这些值。
解释器模式类结构图如图所示：
二、实现
接下来针对四个角色分别定义他们的实现。
抽象解释器：
/** * 声明一个抽象的解释操作，这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享 * @author tcy * @Date 29-08-2022 */ public abstract class AbstractExpression { public abstract boolean interpret(String info); }
非终结符表达式：
/** * 非终结符表达式，为文法中的非终结符实现解释操作。对文法中每一条规则R1、R2...Rn都需要一个具体的非终结符表达式类 * @author tcy * @Date 29-08-2022 */ public class NonTerminalExpression extends AbstractExpression{ private AbstractExpression address=null; private AbstractExpression name=null; private AbstractExpression id=null; public NonTerminalExpression(AbstractExpression address, AbstractExpression name, AbstractExpression id) { this.address = address; this.name = name; this.id = id; } @Override public boolean interpret(String info) { String s[]=info.split("-"); return address.interpret(s[0])&&name.interpret(s[1])&&id.interpret(s[2]); } }
终结符表达式：
** * 实现与文法中的终结符相关联的解释操作，文法中每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应 * @author tcy * @Date 29-08-2022 */ public class TerminalExpression extends AbstractExpression{ private Set<String> set =new HashSet<String>(); public TerminalExpression(String[] data) { for(int i=0; i<data.length;i++) set.add(data[i]); } @Override public boolean interpret(String info) { if(set.contains(info)) { return true; } return false; } }
上下文环境：
/** * 上下文环境 * @author tcy * @Date 29-08-2022 */ public class Context { private String[] shuzis={"1","2","3","4","5","6","7","8","9","0"}; private String[] xiaoxiezimus={"a","b","c","d","e","f","g","h","i","j","k","l"}; private String[] daxiezimus={"A","B","C","D","E","F","G"}; private AbstractExpression infomation; public Context() { AbstractExpression shuzi=new TerminalExpression(shuzis); AbstractExpression xiaoxiezimu=new TerminalExpression(xiaoxiezimus); AbstractExpression daxiezimu=new TerminalExpression(daxiezimus); infomation=new NonTerminalExpression(shuzi,xiaoxiezimu,daxiezimu); } public void jieshi(String info) { boolean ok=infomation.interpret(info); if(ok) System.out.println("正确！ ["+info+"] 满足 [单个数字-单个小写-单个大写] 的条件"); else System.out.println("错误！ ["+info+"] 不满足 [单个数字-单个小写-单个大写] 的条件"); } }
客户端：
/** * @author tcy * @Date 29-08-2022 */ public class Client { public static void main(String[] args) { Context people=new Context(); people.jieshi("2-a-A"); people.jieshi("11-A-5"); people.jieshi("你-好-吖"); people.jieshi("2aA"); } }
以上为解释器模式的简单案例，读者可以拉取代码到本地进行学习。
三、应用场景
解释器模式在实际的软件开发中使用比较少，因为它会引起效率、性能以及维护等问题。
在JDK中的正则表达式中的Pattern类和Spring里面的ExpressionParse接口使用的是解释器模式的思想。
当一个语言需要解释执行，并且语言中的句子可以表示为一个抽象语法树的时候，如 XML 文档解释，整体来说还是一种应用较少的设计模式。
