原始的解释器模式(Interpreter Pattern)

解释器模式的定义(现实项目中很少遇到，因此直接理论先。。。)

解释器模式是一种按照规定语法进行解析的方案，在现在项目中使用较少，其定义为：给定一门语言，定义它的方法的一种表示，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。其构成如下：

1、AbstractExpression——抽象解释器

具体的解释任务由各个实现类完成，具体的解释器分别由TerminalExpression和NonterminalExpression完成

2、TerminalExpression——终结符表达式

实现与方法中的元素相关联的解释操作，通过一个解释器模式中只有一个终结符表达式，但有多个实例，对应不同的终结符。

3、NonterminalExpression——非终结符表达式

文法中的每条规则对应于一个非终结表达式。非终结符表达式根据逻辑的复杂程序而增加，原则上每个文法规则对应一个非终结符表达式。

4、Context——环境角色

 

 

那现在用解释器模式来解释一下四则运算（加减乘除），类图如下：

图中MathExpression为抽象解释器，Literal、Variable为终结符表达式，Sum、Multiply为非终结符表达式，结构很清晰。实现代码如下：

<?php

interface MathExpression
{
    public function evaluate( array $values );
}

/**
 * A terminal expression which is a literal value.
 */
class Literal implements MathExpression
{
    private $_value;

    public function __construct( $value ) {
        $this->_value = $value;
    }

    public function evaluate( array $values ) {
        return $this->_value;
    }
}

/**
 * A terminal expression which represents a variable.
 */
class Variable implements MathExpression
{
    private $_letter;

    public function __construct( $letter ) {
        $this->_letter = $letter;
    }

    public function evaluate( array $values ) {
        return $values[$this->_letter];
    }
}

/**
 * Nonterminal expression.
 */
class Sum implements MathExpression
{
    private $_a;
    private $_b;

    public function __construct( MathExpression $a, MathExpression $b ) {
        $this->_a = $a;
        $this->_b = $b;
    }

    public function evaluate( array $values ) {
        return $this->_a->evaluate( $values ) + $this->_b->evaluate( $values );
    }
}

/**
 * Nonterminal expression.
 */
class Multiply implements MathExpression
{
    private $_a;
    private $_b;

    public function __construct( MathExpression $a, MathExpression $b ) {
        $this->_a = $a;
        $this->_b = $b;
    }

    public function evaluate( array $values ) {
        return $this->_a->evaluate( $values ) * $this->_b->evaluate( $values );
    }
}

// 10(a + 3)
$expression = new Multiply( new Literal( 10 ), new Sum( new Variable( 'a' ), new Literal( 3 ) ) );
echo $expression->evaluate( array( 'a' => 111 ) ), "\n";

运行结果：1140
[Finished in 0.1s]

 

 

我们来看看这么写的优缺点

解释器模式的优点

解释器模式是一个简单语法分析工具，它最显著的优点就是扩展性，修改语法规则只要修改相应的非终结符表达式就可以了，若扩展语法，则只要增加非终结符类就可以了。

 

解释器模式的缺点

1、解释器模式会引起类膨胀（感觉好多模式都有这个问题啊）

每个语法都要产生一个非终结符表达式，语法规则比较复杂时，就可以产生大量的类文件，为维护带来了非常多的麻烦。

2、解释器模式采用递归调用方法

每个终结符表达式只关心与自己有关的表达式，每个表达式需要知道最终的结果，必须一层一层地剥茧，无论是面向过程的语言还是面向对象的语言，递归都是在必要条件下使用的，它导致调试非常复杂。

3、效率问题

有递归自然就会有效率问题，特别是用于解释复杂冗长的语法时。

 

 

解释器模式的使用场景

1、重复发生的问题可以使用解释器模式

例如服务器日志的分析处理，由于各个服务器的日志模式不同，但是数据要素是相同的，按照解释器模式的说法就是终结符表达式都是相同的，但是非终结符表达式就需要制定了。

2、一个简单语法需要解释的场景

例如 SQL语法分析

 

 

解释器模式的注意事项

尽量不要在重要的模块中使用解释器模式，否则维护会是一个很大的问题。在项目中可以使用shell,JRuby,Groovy等脚本语言代替解释器模式，弥补php效率上的不足。

 

 

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，若你确实遇到“一种特定类型的问题发生的频率足够高”的情况，准备使用解释器模式时，可以考虑一下Expression4J,MESP,Jep等开源的解析工具包，功能都异常强大，没必要自己从头编写解释器。