解释器模式

给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

Interpreter Pattern

Given a language, define a representation for its grammar along with an interpreter that uses the representation to interpret sentences in the language.

类图

模式的结构与使用

解释器模式的结构中包括四个角色。
+ 抽象表达式（AbstractExpression）：该角色为一个接口，负责定义抽象的解释操作。
+ 终结符表达式（TerminalExpression）：实现AbstractExpression接口的类。该类将接口中的解释器操作实现为与文法中的终结符相关联的操作，即文法中的每个终结符需要一个TerminalExpression类。
+ 非终结符表达式（NonterminalExpression）：实现AbstractExpression接口的类。文法中的每一条规则R::=R1R2…Rn都需要一个NonterminalExpression类。NonterminalExpression类为文法中的非终结符号实现解释操作，该解释操作通常使用递归用表示Ri到Rn的那些对象的解释操作。
+ 上下文（Context）：包含解释器之外的一些全局信息。

简单的例子

Node的接口类Dog.java

package Interpreter;

public interface Node {
    public void parse(Context text);
    public void execute();
}

Context的类Context.java

package Interpreter;

import java.util.StringTokenizer;

public class Context {
    StringTokenizer tokenizer;
    String token;

    public Context(String text) {
        setContext(text);
    }

    public void setContext(String text) {
        tokenizer = new StringTokenizer(text);
    }

    String nextToken() {
        if (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            token = tokenizer.nextToken();
        } else 
            token = "";
        return token;
    }
}

Node的实现类SubjectPronounOrNounNode.java

package Interpreter;

public class SubjectPronounOrNounNode implements Node {

    String[] word = {"You", "He", "Teacher", "Student"};
    String token;
    boolean boo;

    @Override
    public void parse(Context context) {
        token = context.nextToken();
        int i = 0;
        for (; i < word.length; i++) {
            if (token.equalsIgnoreCase(word[i])) {
                boo = true;
                break;
            }
        }
        if (i == word.length) {
            boo = false;
        }
    }

    @Override
    public void execute() {
        if (boo) {
            if (token.equalsIgnoreCase(word[0]))
                System.out.print("你");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[1]))
                System.out.print("他");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[2]))
                System.out.print("老师");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[3]))
                System.out.print("学生");
        } else {
            System.out.println(token + "(不是该语言中的语句)");
        }
    }
}

Node的实现类ObjectPronounOrNounNode.java

package Interpreter;

public class ObjectPronounOrNounNode implements Node {

    String[] word = {"Me", "Him", "Tiger", "Apple"};
    String token;
    boolean boo;

    @Override
    public void parse(Context context) {
        token = context.nextToken();
        int i = 0;
        for (; i < word.length; i++) {
            if (token.equalsIgnoreCase(word[i])) {
                boo = true;
                break;
            }
        }
        if (i == word.length) {
            boo = false;
        }
    }

    @Override
    public void execute() {
        if (boo) {
            if (token.equalsIgnoreCase(word[0]))
                System.out.print("我");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[1]))
                System.out.print("他");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[2]))
                System.out.print("老虎");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[3]))
                System.out.print("苹果");
        } else {
            System.out.println(token + "(不是该语言中的语句)");
        }
    }
}

Node的实现类VerbNode.java

package Interpreter;

public class VerbNode implements Node {

    String[] word = {"Drink", "Eat", "Look", "beat"};
    String token;
    boolean boo;

    @Override
    public void parse(Context context) {
        token = context.nextToken();
        int i = 0;
        for (; i < word.length; i++) {
            if (token.equalsIgnoreCase(word[i])) {
                boo = true;
                break;
            }
        }
        if (i == word.length) {
            boo = false;
        }
    }

    @Override
    public void execute() {
        if (boo) {
            if (token.equalsIgnoreCase(word[0]))
                System.out.print("喝");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[1]))
                System.out.print("吃");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[2]))
                System.out.print("看");
            if (token.equalsIgnoreCase(word[3]))
                System.out.print("打");
        } else {
            System.out.println(token + "(不是该语言中的语句)");
        }
    }
}

Node的实现类SubjectNode.java

package Interpreter;

public class SubjectNode implements Node {

    Node node;

    @Override
    public void parse(Context text) {
        node = new SubjectPronounOrNounNode();
        node.parse(text);
    }

    @Override
    public void execute() {
        node.execute();
    }
}

Node的实现类PredicateNode.java

papackage Interpreter;

public class PredicateNode implements Node {

    Node verbNode, objectNode;

    @Override
    public void parse(Context text) {
        verbNode = new VerbNode();
        objectNode = new ObjectPronounOrNounNode();
        verbNode.parse(text);
        objectNode.parse(text);
    }

    @Override
    public void execute() {
        verbNode.execute();
        objectNode.execute();
    }
}

Node的实现类SentenceNode.java

package Interpreter;

public class SentenceNode implements Node {

    Node subjectNode, predicateNode;

    @Override
    public void parse(Context text) {
        subjectNode = new SubjectNode();
        predicateNode = new PredicateNode();
        subjectNode.parse(text);
        predicateNode.parse(text);
    }

    @Override
    public void execute() {
        subjectNode.execute();
        predicateNode.execute();
    }
}

测试类Application.java

package Interpreter;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        String text = "Teacher beat tiger";
        Context context = new Context(text);
        Node node = new SentenceNode();
        node.parse(context);
        node.execute();
        System.out.println();
        text = "You eat apple";
        context.setContext(text);
        node.parse(context);
        node.execute();
    }
}

运行结果

老师打老虎
你吃苹果

解释器模式的优点

• 将每一个语法规则表示成一个类，方便于实现简单的语言。
• 由于使用类表示语法规则，可以较容易改变或扩展语言的行为。
• 通过在类结构中加入新的方法，可以在解释的同时增加新的行为。

适用解释器模式的情景

• 当有一个简单的语言需要解释执行，并且可以将该语言的每一个规则表示为一个类时，就可以使用解释模式。

注意：如果文法过于复杂，那么过多的文法规则使我们很艰难维护所给出的类。

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