设计模式（二十四）：解释器模式（Interpreter Pattern） - 一枝梅的博客

一、解释器模式的定义

给定一门语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。（Given a language, define a representation for its grammar along with an interpreter that uses the representation to interpret sentences in the language.）

要注意的是，解释器模式在实际的系统开发中使用得非常少，几乎是用不到，甚至在某些书里直接将其从23种设计模式中删除。。。如果非得使用，可以考虑开源框架下Expression4J、MESP（Math Expression String Parser）、Jep等开源的解析工具包。

解释器模式的通用类图如下所示

抽象解释器（Abstract Expression）：声明抽象的解释操作，定义了解释器的接口。
终结符解释器（Terminal Expression）：实现抽象解释器接口，表示语言中的终结符（即不可再分的基本语法单元），并提供解释和执行终结符的方法。
非终结符解释器（Non-terminal Expression）：实现抽象解释器接口，表示语言中的非终结符（即由终结符组成的复合语法单元），并提供解释和执行非终结符的方法。
上下文（Context）：包含解释器解释和执行的上下文环境，提供相关的信息和数据。

这解释器模型定义拗口，其实也不简单，一般小项目用不到，一般在大中型的框架型项目能够找到它的身影，如一些数据分析工具、报表设计工具、科学计算工具等。

二、解释器模式举例

为了更好的说明下解释器模型，来举一个例子：数学表达式解析器。假设我们有一个数学表达式字符串，例如 "2 + 3 - 1"，我们希望通过解释器模式来解析并计算该表达式的结果。

首先，我们定义抽象解释器接口 Expression，它声明了解释方法 interpret：

interface Expression {
    int interpret();
}

然后，我们创建终结符解释器类 NumberExpression，它表示一个数字：

class NumberExpression implements Expression {
    private int number;

    public Number {
        this.number = number;
    }

    public int interpret() {
        return number;
    }
}

接下来，我们创建非终结符解释器类 AdditionExpression 和 SubtractionExpression，分别表示加法和减法运算：

class AdditionExpression implements Expression {
    private Expression leftExpression;
    private Expression rightExpression;

    public Addition {
        this.leftExpression = leftExpression;
        this.rightExpression = rightExpression;
    }

    public int interpret() {
        return leftExpression.interpret() + rightExpression.interpret();
    }
}

class SubtractionExpression implements Expression {
    private Expression leftExpression;
    private Expression rightExpression;

    public Subtraction {
        this.leftExpression = leftExpression;
        this.rightExpression = rightExpression;
    }

    public int interpret() {
        return leftExpression.interpret() - rightExpression.interpret();
    }
}

现在，我们可以使用解释器模式来解析并计算数学表达式。假设我们有一个表达式字符串 "2 + 3 - 1"，我们将其转换为相应的解释器对象，并调用解释方法进行求值：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建解释器对象：2 + 3 - 1
        Expression expression = new Subtraction,
                new Number
            ),
            new Number
        );

        // 解析并计算表达式
        int result = expression.interpret();

        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

运行代码，输出结果为：

Result: 4

由于此处案例过于简单，所以并没有使用Context类。

三、总结

作为几乎从23种设计模式中被剔除的一种设计模式，极少在项目中被使用到，了解它是个什么东西即可。如果非得使用，可以考虑开源框架下Expression4J、MESP（Math Expression String Parser）、Jep等开源的解析工具包。

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