设计模式之 Interpreter - 解释器模式

Interpreter模式也叫解释器模式，是由GoF提出的23种设计模式中的一种。Interpreter是行为模式之一，它是一种特殊的设计模式，它建立一个解释器，对于特定的计算机程序设计语言，用来解释预先定义的文法。

本文介绍设计模式中的解释器（Interpreter）模式的概念，用法，以及实际应用中怎么样使用Interpreter模式进行开发。

Interpreter模式的概念

Interpreter是一种特殊的设计模式，它建立一个解释器，对于特定的计算机程序设计语言，用来解释预先定义的文法。简单地说，Interpreter模式是一种简单的语法解释器构架。

Interpreter模式有很多种实现方法，下面我们给出Interpreter模式的一种类图来说明Interpreter模式：

在上图中，我们假设需要在Client中解释某文法，Client调用Context来存储文法规则，并调用解释器AbstractionExpression类树来对该文法加以解释。注意，上图只是Interpreter模式的一种实现方式的类图。


Context
    解释器上下文环境类。用来存储解释器的上下文环境，比如需要解释的文法等。
AbstractExpression
    解释器抽象类。
ConcreteExpression
    解释器具体实现类。

Interpreter模式的实现范例

为了帮助大家理解Interpreter模式的基本概念，我们在这里只举一个最简单的例子。
让一个表达式a经过PlusExpression解释器处理后使该表达式+1，经过MinusExpression解释器处理后使该表达式-1。


代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Client {
    public static void main(String []args) {
        String inputExpr = "10";
        
        Context context = new Context(inputExpr);
        
        List list = new ArrayList();

        list.add(new PlusExpression());
        list.add(new PlusExpression());
        list.add(new MinusExpression());
        list.add(new MinusExpression());
        list.add(new MinusExpression());

        for (int i=0;i<list.size();i++) {
          AbstractExpression expression = (AbstractExpression)list.get(i);
          expression.interpret(context);
        }
        
        System.out.println(context.getOutput());
    }
}


/**
* Context
*
*/
class Context {
    private String input;
    private int output;

    public Context (String input) {
        this. input = input;
    }

    public String getInput() {
        return input;
    }

    public void setInput(String input) {
        this.input = input;
    }

    public int getOutput() {
        return output;
    }

    public void setOutput(int output) {
        this.output = output;
    }
}


/**
* Expression & subclass
*
*/
abstract class AbstractExpression {
    public abstract void interpret(Context context);
}

class PlusExpression extends AbstractExpression {
    public void interpret(Context context) {
        System.out.println("PlusExpression ++");
        String input = context.getInput();
        int parsedResult = Integer.parseInt(input);
        parsedResult ++;
        context.setInput(String.valueOf(parsedResult));
        context.setOutput(parsedResult);
    }
}

class MinusExpression extends AbstractExpression {
    public void interpret(Context context) {
        System.out.println("PlusExpression --");
        String input = context.getInput();
        int parsedResult = Integer.parseInt(input);
        parsedResult --;
        context.setInput(String.valueOf(parsedResult));
        context.setOutput(parsedResult);
    }
}

运行并显示Client：

C:\Interpreter>javac *.java
C:\Interpreter>java Client
PlusExpression ++
PlusExpression ++
PlusExpression --
PlusExpression --
PlusExpression --
9
C:\Interpreter>