【设计模式】二十六、解释器模式

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定义-是什么

解释器模式(Interpreter Pattern) 是一种行为型设计模式,它定义了一种语言文法,并且定义了该语言的解释器,用来解释文法中定义的句子。该模式将一个文法通过解释器转换为另一种形式,从而能够按照特定的规则来执行。

该模式的核心思想是将语言的解释器拆分成一些小的单元,然后逐个地解释它们,最终生成想要的结果。在解释器模式中,文法通常表示为一个抽象语法树,解释器使用该语法树来解释特定的语言。

解释器模式包括以下几个角色:

  • 抽象表达式(Abstract Expression) :定义了一个抽象的解释器接口,该接口包含了解释器需要实现的方法。
  • 终结符表达式(Terminal Expression) :表示文法中的终结符,实现了抽象表达式接口中的解释方法。
  • 非终结符表达式(Non-Terminal Expression) :表示文法中的非终结符,包含了一些子表达式,实现了抽象表达式接口中的解释方法。
  • 上下文(Context) :包含解释器需要的一些全局信息,通常作为解释器的参数传递给解释器方法。
  • 客户端(Client) :创建抽象表达式的实例,并构建语法树,最终调用解释器方法来解释文法。

思考-为什么

优点

  • 易于改变和扩展文法。由于在解释器模式中使用类来表示语言的文法规则,因此可以通过继承等机制来改变或扩展文法。
  • 每一条文法规则都可以表示为一个类,因此可以方便地实现一个简单的语言。
  • 实现文法较为容易。在抽象语法树中每一个表达式节点类的实现方式都是相似的,这些类的代码编写都不会特别复杂,还可以通过一些工具自动生成节点类代码。
  • 增加新的解释表达式较为方便。如果用户需要增加新的解释表达式只需要对应增加一个新的终结符表达式或非终结符表达式类,原有表达式类代码无须修改,符合“开闭原则”。

缺点

  • 对于复杂文法难以维护。在解释器模式中,每一条规则至少需要定义一个类,因此如果一个语言包含太多文法规则,类的个数将会急剧增加,导致系统难以管理和维护,此时可以考虑使用语法分析程序等方式来取代解释器模式。
  • 执行效率较低。由于在解释器模式中使用了大量的循环和递归调用,因此在解释较为复杂的句子时其速度很慢,而且代码的调试过程也比较麻烦。

应用-怎么用

应用场景

  • 当需要实现一种特定语言的解释器时,可以使用解释器模式来完成。
  • 当需要实现一个特定的计算规则或算法时,可以使用解释器模式来实现。
  • 当需要对一个文本进行分析和处理时,可以使用解释器模式来实现。

参考

十一个行为型模式 - 解释器模式-Interpreter Pattern

设计模式 | 解释器模式及典型应用 - 掘金