解释器模式

解释器模式，给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。解释器模式需要解决的是，如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。解释器模式结构图如下所示： interpreter AbstractExpression(抽象表达式)，声明一个抽象的解释操作，这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享。

abstract class AbstractExpression{
    public abstract void Interpret(Context context);
}

TerminalExpression(终结符表达式)，实现与文法中的终结符相关联的解释操作。实现抽象表达式中所要求的接口，主要是一个interpret方法。文法中每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。

class TerminalExpression extends AbstractExpression{
    public void Interpret(Context context){
        System.out.println("终端解释器");
    }
}

NonterminalExpression(非终结符表达式)，为文法中的非终结符实现解释操作。对文法中每一条规则R₁,R₂ …. R_n都需要一个具体的非终结符表达式类。通过实现抽象表达式的interpret方法实现解释操作。解释操作以递归方式调用上面所提到的代表R₁,R₂…..R_n中各个符号的实例变量。

class NonterminalExpression extends AbstractExpression{
    public void Interpret(Context context){
        System.out.println("非终端解释器");
    }
}

Context,包含解释器之外的一些全局信息。

class Context{
    private String input;
    private String output;
}

客户端代码，构建表示该文法定义的语言中一个特定句子的抽象语法树，调用解释操作：

static void main(String[] args){
    Context context=new Context();
    List<AbstractExpression> list=new ArrayList<AbstractExpression>();
    list.add(new TerminalExpression());
    list.add(new NonterminalExpression());
    list.add(new TerminalExpression());
    list.add(new TerminalExpression());
    for(AbstractExpression expre:list){
        expre.Interpret(context);
    }
}

当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。解释器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法非常复杂时，使用其他技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

解释器模式优缺点：
优点：

可扩展性比较好，灵活
增加了新的解释器表达式的方式
易于实现文法

缺点：

执行效率比较低，可利用场景比较少
对于复杂的文法比较难以维护

解释器模式适用场景：

可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树
一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达
文法较为简单

解释器案例：计算器就是一个解释器，把输入的表达式字符串按文法解释为最后的值。

解释器模式总结：

在解释器模式中由于语法由很多类表示的，所以可扩展性强
虽然解释器的可扩展性强，但是如果语法规则的数目太大的时候，该模式可能就会变得异常复杂，所以解释器模式适用于文法较为简单的。
解释器模式可以处理脚本语言和编程语言。常用于解决某一特定类型的问题频繁发生情况。

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