设计模式(二十四)——解释器模式

Author： PrinceLei
发布时间：July 4, 2019
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Categories：技术分享设计模式

# 设计模式(二十四)——解释器模式
## 参考
> 大话设计模式&emsp;&emsp;—— &ensp;程杰&ensp;著
## 目录
[设计模式(一)——简单工厂模式](https://www.princelei.club/archives/67.html)
[设计模式(二)——策略模式](https://www.princelei.club/archives/68.html)
[设计模式(三)——设计原则](https://www.princelei.club/archives/116.html)
[设计模式(四)——装饰模式](https://www.princelei.club/archives/117.html)
[设计模式(五)——代理模式](https://www.princelei.club/archives/119.html)
[设计模式(六)——工厂方法模式](https://www.princelei.club/archives/132.html)
[设计模式(七)——原型模式](https://www.princelei.club/archives/133.html)
[设计模式(八)——模板方法模式](https://www.princelei.club/archives/134.html)
[设计模式(九)——外观模式](https://www.princelei.club/archives/135.html)
[设计模式(十)——建造者模式](https://www.princelei.club/archives/136.html)
[设计模式(十一)——观察者模式](https://www.princelei.club/archives/137.html)
[设计模式(十二)——抽象工厂模式](https://www.princelei.club/archives/138.html)
[设计模式(十三)——状态模式](https://www.princelei.club/archives/139.html)
[设计模式(十四)——适配器模式](https://www.princelei.club/archives/140.html)
[设计模式(十五)——备忘录模式](https://www.princelei.club/archives/141.html)
[设计模式(十六)——组合模式](https://www.princelei.club/archives/147.html)
[设计模式(十七)——迭代器模式](https://www.princelei.club/archives/148.html)
[设计模式(十八)——单例模式](https://www.princelei.club/archives/157.html)
[设计模式(十九)——桥接模式](https://www.princelei.club/archives/159.html)
[设计模式(二十)——命令模式](https://www.princelei.club/archives/160.html)
[设计模式(二十一)——职责链模式](https://www.princelei.club/archives/161.html)
[设计模式(二十二)——中介者模式](https://www.princelei.club/archives/162.html)
[设计模式(二十三)——享元模式](https://www.princelei.club/archives/163.html)
[设计模式(二十四)——解释器模式](https://www.princelei.club/archives/173.html)
[设计模式(二十五)——访问者模式](https://www.princelei.club/archives/174.html)
## 何为解释器模式
- 解释器模式（interpreter），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。

## 解释器模式解决的问题
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。如：正则表达式。这则表达式就是它的一种应用，解释器为正则表达式定义了一个文法，如何表示一个特定的正则表达式，以及如何解释这个正则表达式。

## 示例
### 音乐解释器
定义一套规则，O表示音阶，‘O 1’表示低音阶，‘O 2’表示中音阶，‘O 3’表示高音阶；‘P ’表示休止符，‘C D E F G A B ’表示
‘Do-Re-Mi-Fa-So-La-Ti’；音符长度1表示一拍，2表示二拍，0.5表示半拍，0.25表示四分之一拍，以此类推，所有的字母和数字都要用半角空格分开。例如上海滩的歌曲第一句，‘浪奔’，可以写成‘O 2 E 0.5 G 0.5 A 3 ’表示中音开始，演奏的是mi so la。
```
/**
 * 演奏内容类(context)
 */
public class PlayContext {

//演奏文本
    private String text;

public String getText() {
        return text;
    }

public void setText(String text) {
        this.text = text;
    }
}
```
```
/**
 * 表达式类(AbstractExpression)
 */
public abstract class Expression {

//解释器
    public void interpret(PlayContext context) {
        if (context.getText().length() != 0) {
            String playKey = context.getText().substring(0, 1);
            context.setText(context.getText().substring(2));
            double playValue = Double.valueOf(context.getText().substring(0, context.getText().indexOf(" ")));
            context.setText(context.getText().substring(context.getText().indexOf(" ") + 1));
            exccute(playKey, playValue);
        }
    }

//执行
    public abstract void exccute(String key, double value);
}
```
```
/**
 * 音符类(TerminalExpression)
 */
public class Note extends Expression {

@Override
    public void exccute(String key, double value) {
        String note = "";
        switch (key) {
            case "C":
                note = "1";
                break;
            case "D":
                note = "2";
                break;
            case "E":
                note = "3";
                break;
            case "F":
                note = "4";
                break;
            case "G":
                note = "5";
                break;
            case "A":
                note = "6";
                break;
            case "B":
                note = "7";
                break;
        }
        System.out.print(note+" ");
    }
}
```
```
/**
 * 音阶类(TerminalExpression)
 */
public class Scale extends Expression {

@Override
    public void exccute(String key, double value) {
        String scale = "";
        switch ((int) value) {
            case 1:
                scale = "低音";
                break;
            case 2:
                scale = "中音";
                break;
            case 3:
                scale = "高音";
                break;
        }
        System.out.print(scale + " ");
    }
}
```
```
/**
 * 客户端
 */
public class MainClass {

public static void main(String[] args) {
        PlayContext context = new PlayContext();
        //音乐-上海滩
        System.out.println("上海滩: ");
        context.setText("O 2 E 0.5 G 0.5 A 3 E 0.5 G 0.5 D 3 E 0.5 G 0.5 D 3 E 0.5 " +
                "G 0.5 A 0.5 O 3 C 1 O 2 A 0.5 G 1 C 0.5 E 0.5 D 3 ");
        Expression expression = null;
        while (context.getText().length() > 0) {
            String str = context.getText().substring(0, 1);
            switch (str) {
                case "O":
                    expression = new Scale();
                    break;
                case "C":
                case "D":
                case "E":
                case "F":
                case "G":
                case "A":
                case "B":
                case "P":
                    expression = new Note();
                    break;
            }
            expression.interpret(context);
        }
    }
}
```
输出:
```
上海滩: 
中音 3 5 6 3 5 2 3 5 2 3 5 6 高音 1 中音 6 5 1 3 2 
```
## 何时用解释器模式
解释器模式就是用‘迷你语言’来表现程序要解决的问题，以迷你语言写成‘迷你程序’来表现具体的问题。通常当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。
## 优点
容易地改变和扩展文法，因为该模式使用类来表示文法规则，你可使用继承来改变或扩展该文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。
## 缺点
解释器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法非常复杂时，使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

Last modification：June 11th, 2020 at 06:20 pm