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解释器(Interpreter)形式【行为模式

发布时间: 2012-10-24 14:15:58 作者: rapoo

解释器(Interpreter)模式【行为模式第八篇】
解释器(Interpreter)模式:
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。

一、解释器模式所涉及的角色
1、抽象表达式角色: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、终结符表达式角色:这是一个具体角色。
(1)实现了抽象表达式角色所要求的接口,主要是一个interpret()方法;
(2)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。
3、非终结符表达式角色:这是一个具体角色。
(1)文法中的每一条规则 R=R1R2.....Rn 都需要一个具体的非终结符表达式类;
(2)对每一个 R1R2.....Rn 中的符号都持有一个静态类型为Expression的实例变量。
(3)实现解释操作,即 interpret()方法。解释操作以递归方式调用上面所提到的代表 R1R2.....Rn 中的各个符号的实
例变量
4、客户端角色:代表模式的客户端它有以下功能
(1)建造一个抽象语法树(AST或者Abstract Syntax Tree)
(2)调用解释操作interpret()。
5、环境角色:(在一般情况下,模式还需要一个环境角色)提供解释器之外的一些全局信息,比如变量的真实量值等。

(抽象语法树的每一个节点都代表一个语句,而在每一个节点上都可以执行解释方法。这个解释方法的执行就代表这个语句被解释。
由于每一个语句都代表对一个问题实例的解答。)

 //抽象角色Expression  /*  这个抽象类代表终结类和非终结类的抽象化  其中终结类和非终结类来自下面的文法  Expression ::=  Expression AND Expression  | Expression OR Expression  | NOT Expression  | Variable  | Constant  Variable ::= ....//可以打印出的非空白字符串  Constant ::= "true" | "false"  */    public abstract class Expression{  //以环境类为准,本方法解释给定的任何一个表达式  public abstract boolean interpret(Context ctx);    //检验两个表达式在结构上是否相同  public abstract boolean equals(Object o);    //返回表达式的hash code  public abstract int hashCode();    //将表达式转换成字符串  public abstract String toString();  }    public class Constant extends Expression{  private boolean value;    public Constant(boolean value){  this.value = value;  }  //解释操作  public boolean interpret(Context ctx){  return value;  }    //检验两个表达式在结构上是否相同  public boolean equals(Object o){  if(o != null && o instanceof Constant){  return this.value == ((Constant)o).value;  }  return false;  }    //返回表达式的hash code  public int hashCode(){  return (this.toString()).hashCode();  }    //将表达式转换成字符串  public String toString(){  return new Boolean(value).toString();  }  }    public class Variable extends Expression{  private String name;  public Variable(String name){  this.name = name;  }    public boolean interpret(Context ctx){  return ctx.lookup(this);  }    public boolean equals(Object o){  if(o != null && o instanceof Variable){  return this.name.equals(((Variable)o).name);  }  return false;  }    public int hashCode(){  return (this.toString()).hashCode();  }    public String toString(){  return name;  }  }    public class And extends Expression{  private Expression left,right;    public And(Expression left,Expression right){  this.left = left;  this.right = right;  }    public boolean interpret(Context ctx){  return left.interpret(ctx) &&  right.interpret(ctx);  }    public boolean equlas(Object o){  if(o != null && o instanceof And){  return this.left.equals(((And)o).left) &&  this.right.equals(((And)o).right);  }  return false;  }    public int hashCode(){  return (this.toString()).hashCode();  }    public String toString(){  return "(" + left.toString() + "AND" + right.toString() + ")";  }  }    public class Or extends Expression{  private Expression left , right;    public Or(Expression left,Expression right){  this.left = left;  this.right = right;  }    public boolean interpret(Context ctx){  return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx);  }    public boolean equals(Object o){  if(o != null && o instanceof Or){  return this.left.equals(((And)o).left) &&  this.right.equals(((And)o).right);  }  return false;  }    public int hashCode(){  return (this.toString()).hashCode();  }    public String toString(){  return "(" + left.toString() + "OR" + right.toString() + ")";  }  }     public class Not extends Expression{  private Expression exp;    public Not(Expression exp){  this.exp = exp;  }    public boolean interpret(Context ctx){  return !exp.interpret(ctx);  }    public boolean equals(Object o){  if(o != null && o instanceof Not){  return this.exp.equals(((Not)o).exp);  }  return false;  }    public int hashCode(){  return (this.toString()).hashCode();  }    public String toString(){  return "(NOT" + exp.toString() + ")";  }  }    import java.util.HashMap;    public class Context{  private HashMap map = new HashMap();  public void assign(Variable var,boolean value){  map.put(var,new Boolean(value));  }    public boolean lookup(Variable var) throws IllegalArgumentException{  Boolean value = (Boolean)map.get(var);  if(value == null){  throw new IllegalArgumentException();  }  return value.booleanValue();  }  }    //客户端  public class Client{  private static Context ctx;  private static Expression exp;    public static void main(String args[]){  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);    exp = new Or(new And(c,x),new And(y,new Not(x)));  System.out.println("x = " + x.interpret(ctx));  System.out.println("y = " + y.interpret(ctx));  System.out.println(exp.toString() + "=" + exp.interpret(ctx));  }  }

二、解释器模式适用于以下的情况:
(1)系统有一个简单的语言可供解释
(2)一些重复发生的问题可以用这种简单的语言表达
(3)效率不是主要的考虑。

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