易学设计模式15 解释器模式（Interpreter）

解释器模式是类的行为模式。给定一个语言之后，解释器模式可以定义出其文法的一种表示，并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。

结构


（1）抽象表达式(Expression)角色：声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口。这个接口主要是一个interpret()方法，称做解释操作。
　　（2）终结符表达式(Terminal Expression)角色：实现了抽象表达式角色所要求的接口，主要是一个interpret()方法；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。比如有一个简单的公式R=R1+R2，在里面R1和R2就是终结符，对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。
　　（3）非终结符表达式(Nonterminal Expression)角色：文法中的每一条规则都需要一个具体的非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字，比如公式R=R1+R2中，“+"就是非终结符，解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。
　　（4）环境(Context)角色：这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值，比如R=R1+R2，我们给R1赋值100，给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中，很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

　　为了说明解释器模式的实现办法，这里给出一个最简单的文法和对应的解释器模式的实现，这就是模拟Java语言中对布尔表达式进行操作和求值。
　　在这个语言中终结符是布尔变量，也就是常量true和false。非终结符表达式包含运算符and，or和not等布尔表达式。这个简单的文法如下：
　　　　Expression    ::= Constant | Variable | Or | And | Not
　　　　And 　　　　::= Expression 'AND' Expression
　　　　Or　　　　　::= Expression 'OR' Expression
　　　　Not　　　　   ::= 'NOT' Expression
　　　　Variable　　 ::= 任何标识符
　　　　Constant         ::= 'true' | 'false'
　　解释器模式的结构图如下所示：

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

public abstract class Expression {
	
	public abstract boolean interpret(Context ctx);
	
	public abstract boolean equals(Object obj);
	
	public abstract int hashCode();
	
	public abstract String toString();

}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Context {

	private Map<Variable, Boolean> map = new HashMap<Variable, Boolean>();
	
	public void assign(Variable var, boolean value) {
		map.put(var, Boolean.valueOf(value));
	}
	
	public boolean lookup(Variable var) {
		Boolean value = map.get(var);
		if(value == null) {
			throw new IllegalArgumentException(); 
		}
		return value.booleanValue();
	}
	
}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

//一个Variable对象代表一个有名变量 
public class Variable extends Expression {
	
	private String name;
	
	public Variable(String name) {
		this.name = name;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj != null && (obj instanceof Variable)) {
			return this.name.equals(((Variable)obj).name);
		}
		return false;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		return this.toString().hashCode();
	}

	@Override
	public boolean interpret(Context ctx) {
		return ctx.lookup(this);
	}

	@Override
	public String toString() {
		return name;
	}
	
	

}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

public class And extends Expression {
	
	private Expression left, right;
	
	public And(Expression left, Expression right) {
		this.left = left;
		this.right = right;
	}
	

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj != null && (obj instanceof And)) {
			return left.equals(((And)obj).left) && right.equals(((And)obj).right);
		}
		return false;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		return this.toString().hashCode();
	}

	@Override
	public boolean interpret(Context ctx) {
		return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx);
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "(" + left.toString() + " AND " + right.toString() + ")"; 
	}

}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

public class Or extends Expression {
	
	private Expression left, right;
	
	public Or(Expression left, Expression right) {
		this.left = left;
		this.right = right;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj != null && (obj instanceof Or)) {
			return left.equals(((Or)obj).left) && right.equals(((Or)obj).right);
		}
		return false;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		return this.toString().hashCode();
	}

	@Override
	public boolean interpret(Context ctx) {
		return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx);
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "(" + left.toString() + " OR " + right.toString() + ")";  
	}

}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

public class Not extends Expression {
	
	private Expression exp;
	
	public Not(Expression exp) {
		this.exp = exp;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj != null && (obj instanceof Not)) {
			return exp.equals(((Not)obj).exp);
		}
		return false;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		return this.toString().hashCode();
	}

	@Override
	public boolean interpret(Context ctx) {
		return !exp.interpret(ctx);
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "(Not " + exp.toString() + ")";  
	}

}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

//一个Constant对象代表一个布尔常量 
public class Constant extends Expression {
	
	private boolean value;
	
	public Constant(boolean value) {
		this.value = value;
	}
	

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj != null && (obj instanceof Constant)) {
			return this.value == ((Constant)obj).value;
		}
		return false;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		return this.toString().hashCode();
	}

	@Override
	public boolean interpret(Context ctx) {
		return value;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return Boolean.valueOf(value).toString();
	}
	

}

package com.jiaozg.patterns.interpreter;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		Context ctx = new Context();
		Variable x = new Variable("x");
		Variable y = new Variable("y");
		Constant c = new Constant(true);
		ctx.assign(x, false);
		ctx.assign(y, true);
		Expression exp = new Or(new And(c, x),new And(y, new Not(x)));
		
		System.out.println("c=" + c.interpret(ctx)); 
		System.out.println("x=" + x.interpret(ctx));  
        System.out.println("y=" + y.interpret(ctx));  
        System.out.println(exp.toString() + "=" + exp.interpret(ctx)); 
	}

}

输出结果：

c=true
x=false
y=true
((true AND x) OR (y AND (Not x)))=true

参考：http://blog.csdn.net/m13666368773/article/details/7712110