23 种设计模式中的解释器模式

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。

这种模式通常用于需要解释执行某种语言的场景，如正则表达式、SQL解析等。

解释器模式的核心组件。

• 抽象表达式（AbstractExpression）：声明一个抽象的解释操作
• 终结符表达式（TerminalExpression）：实现与文法中的终结符相关的解释操作
• 非终结符表达式（NonterminalExpression）：实现文法规则的解释操作
• 上下文（Context）：包含解释器之外的一些全局信息
• 客户端（Client）：构建表示该文法定义的语言中一个特定句子的抽象语法树

下面通过实现一个简单的数学表达式的解释器，来演示解释器模式。

抽象表达式接口。

public interface Expression {int interpret();
}

终结符表达式实现。

public class NumberExpression implements Expression {private int number;public NumberExpression(int number) {this.number = number;}@Overridepublic int interpret() {return number;}
}

非终结符表达式（加法）。

public class AddExpression implements Expression {private Expression left;private Expression right;public AddExpression(Expression left, Expression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic int interpret() {return left.interpret() + right.interpret();}
}

非终结符表达式（减法）。

public class SubtractExpression implements Expression {private Expression left;private Expression right;public SubtractExpression(Expression left, Expression right) {this.left = left;this.right = right;}@Overridepublic int interpret() {return left.interpret() - right.interpret();}
}

上下文类。

import java.util.Stack;public class ExpressionParser {public static Expression parse(String expression) {Stack<Expression> stack = new Stack<>();String[] tokens = expression.split(" ");for (int i = 0; i < tokens.length; i++) {String token = tokens[i];if (isOperator(token)) {Expression left = stack.pop();Expression right = new NumberExpression(Integer.parseInt(tokens[++i]));Expression operator = getOperatorExpression(token, left, right);stack.push(operator);} else {stack.push(new NumberExpression(Integer.parseInt(token)));}}return stack.pop();}private static boolean isOperator(String token) {return token.equals("+") || token.equals("-");}private static Expression getOperatorExpression(String operator, Expression left, Expression right) {switch (operator) {case "+": return new AddExpression(left, right);case "-": return new SubtractExpression(left, right);default: throw new IllegalArgumentException("Unknown operator: " + operator);}}
}

客户端，测试输出结果。

public class InterpreterDemo {public static void main(String[] args) {String expression = "1 + 2 - 3 + 4";Expression parsedExpression = ExpressionParser.parse(expression);int result = parsedExpression.interpret();System.out.println(expression + " = " + result);}
}

解释器模式为特定类型的问题提供了优雅的解决方案，但在实际应用中需要权衡其复杂性和性能影响。

总结

解释器模式通过定义语法树来实现对用户输入内容的解释执行。

解释器模式在 Java 中可能不是首选，如果遇到适用场景，可以考虑使用外部依赖库来代替。