易学设计形式15 解释器模式（Interpreter）

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&lt;Variable, Boolean&gt; map = new HashMap&lt;Variable, Boolean&gt;();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;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if(obj != null && (obj instanceof Variable)) {return this.name.equals(((Variable)obj).name);}return false;}@Overridepublic int hashCode() {return this.toString().hashCode();}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return ctx.lookup(this);}@Overridepublic 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;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if(obj != null && (obj instanceof And)) {return left.equals(((And)obj).left) && right.equals(((And)obj).right);}return false;}@Overridepublic int hashCode() {return this.toString().hashCode();}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx);}@Overridepublic 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;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if(obj != null && (obj instanceof Or)) {return left.equals(((Or)obj).left) && right.equals(((Or)obj).right);}return false;}@Overridepublic int hashCode() {return this.toString().hashCode();}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx);}@Overridepublic 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;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if(obj != null && (obj instanceof Not)) {return exp.equals(((Not)obj).exp);}return false;}@Overridepublic int hashCode() {return this.toString().hashCode();}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return !exp.interpret(ctx);}@Overridepublic 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;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if(obj != null && (obj instanceof Constant)) {return this.value == ((Constant)obj).value;}return false;}@Overridepublic int hashCode() {return this.toString().hashCode();}@Overridepublic boolean interpret(Context ctx) {return value;}@Overridepublic 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

易学设计形式15 解释器模式（Interpre

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