0.参考资料
1.概述
- 给定一个语言(表达式), 定义它的文法的一种表示，并定义一种解释 器，使用该解释器来解释语言中的句子(表达式) . — 《设计模式》GoF
- 在编译原理中，一个算术表达式通过词法分析器形成词法单元，而后这些词法 单元再通过语法分析器构建语法分析树，最终形成一颗抽象的语法分析树。这 里的词法分析器和语法分析器都可以看做是解释器
1.1动机
- 在软件构建过程中,如果某一特定领域的问题比较复杂 ,类似的
结构不断重复出现，如果使用普通的编程方式来实现将面临非常频 繁的变化。
- 在这种情况下,将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子,
1.2结构
- 抽象语法树:- - 模式结构:- - - **角色及职责:**- Context: 上下文环境角色,含有解释器之外的全局信息.- AbstractExpression: 抽象表达式， 声明一个抽象的解释操作,这个方法为抽象语法树中所有的节点所
共享
- TerminalExpression: 终结符表达式, 实现与文法中的终结符相关的解释操作- NonTermialExpression: 非终结符表达式，为文法中的非终结符实现解释操作
2.要点总结
宏观架构
1. Interpreter模式的应用场合的选择是难点,只
有满定“业务规则频繁变化且类似的结构不断重复出现 ，并且容 易抽象为语法规则的问题”才适合使用Interpreter模式。
1. 使用Interpreter模式来表示文法规则,从而可以使用面向对象技
巧来方便地“扩展”文法。
1. Interpreter模式比较适合简单的文法表示,对于复杂的文法表示
Interperter模式会产生比较大的类层次结构,需要求助于语法分 析生成器这样的标准工具。
微观代码
1. 当有一个语言需要解释执行，可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树，就可以
考虑使用解释器模式，让程序具有良好的扩展性
1. 使用解释器可能带来的问题：解释器模式会引起类膨胀、解释器模式采用递归调用
3.案例
需求
- 实现四则运算，如计算a+b-c的值，具体要求- 先输入表达式的形式，比如 a+b+c-d+e, 要求表达式的字母不能重复-
在分别输入a ,b, c, d, e 的值
-
最后求出结果：如图
- 
传统方案思路与分析
1. 编写一个方法，接收表达式的形式，然后根据用户输入的数值进行解析，得到结果1. 问题分析：如果加入新的运算符，比如 * / ( 等等，不利于扩展，另外让一个方法来
解析会造成程序结构混乱，不够清晰.
1. 解决方案：可以考虑使用解释器模式， 即： 表达式 -> 解释器(可以有多种) -> 结果
4.使用模式
方案
类图
- 
代码
- 抽象表达式 及其 直接子类: (终端表达式 + 非终端表达式), 具体表现为: 变量解释器 + 符号解释器
/*** 抽象类表达式，通过HashMap 键值对, 可以获取到变量的值*/public abstract class Expression {// a + b - c// 解释公式和数值, key 就是公式(表达式) 参数[a,b,c], value就是就是具体值// HashMap {a=10, b=20}public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);}/*** 变量的解释器*/public class VarExpression extends Expression {private String key; // key=a,key=b,key=cpublic VarExpression(String key) {this.key = key;}// var 就是{a=10, b=20}// interpreter 根据 变量名称，返回对应值@Overridepublic int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {return var.get(this.key);}}/*** 抽象运算符号解析器 这里，每个运算符号，都只和自己左右两个数字有关系，* 但左右两个数字有可能也是一个解析的结果，无论何种类型，都是Expression类的实现类**/public class SymbolExpression extends Expression {protected Expression left;protected Expression right;public SymbolExpression(Expression left, Expression right) {this.left = left;this.right = right;}//因为 SymbolExpression 是让其子类来实现，因此 interpreter 是一个默认实现@Overridepublic int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {// TODO Auto-generated method stubreturn 0;}}
- 非终端表达式的子类, 即 符号解释器的具体子类: 加法表达式 和 减法表达式
// 加法解释器public class AddExpression extends SymbolExpression {public AddExpression(Expression left, Expression right) {super(left, right);}//处理相加//var 仍然是 {a=10,b=20}..//一会我们debug 源码,就okpublic int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {//super.left.interpreter(var) ： 返回 left 表达式对应的值 a = 10//super.right.interpreter(var): 返回right 表达式对应值 b = 20return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);}}// 减法解释器public class SubExpression extends SymbolExpression {public SubExpression(Expression left, Expression right) {super(left, right);}//求出left 和 right 表达式相减后的结果public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);}}
- 模拟的计算器类
public class Calculator {// 定义表达式private Expression expression;// 构造函数传参，并解析public Calculator(String expStr) { // expStr = a+b// 安排运算先后顺序Stack<Expression> stack = new Stack<>();// 表达式拆分成字符数组char[] charArray = expStr.toCharArray();// [a, +, b]Expression left = null;Expression right = null;//遍历我们的字符数组， 即遍历 [a, +, b]//针对不同的情况，做处理for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {switch (charArray[i]) {case '+': //left = stack.pop();// 从stack取出left => "a"right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));// 取出右表达式 "b"stack.push(new AddExpression(left, right));// 然后根据得到left 和 right 构建 AddExpresson加入stackbreak;case '-': //left = stack.pop();right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));stack.push(new SubExpression(left, right));break;default://如果是一个 Var 就创建要给 VarExpression 对象，并push到 stackstack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));break;}}//当遍历完整个 charArray 数组后，stack 就得到最后Expressionthis.expression = stack.pop();}public int run(HashMap<String, Integer> var) {//最后将表达式a+b和 var = {a=10,b=20}//然后传递给expression的interpreter进行解释执行return this.expression.interpreter(var);}}
- 测试
public class ClientTest {public static void main(String[] args) throws IOException {// TODO Auto-generated method stubString expStr = getExpStr(); // a+bHashMap<String, Integer> var = getValue(expStr);// var {a=10, b=20}Calculator calculator = new Calculator(expStr);System.out.println("运算结果：" + expStr + "=" + calculator.run(var));}// 获得表达式public static String getExpStr() throws IOException {System.out.print("请输入表达式：");return (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();}// 获得值映射public static HashMap<String, Integer> getValue(String expStr) throws IOException {HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();for (char ch : expStr.toCharArray()) {if (ch != '+' && ch != '-') {if (!map.containsKey(String.valueOf(ch))) {System.out.print("请输入" + String.valueOf(ch) + "的值：");String in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();map.put(String.valueOf(ch), Integer.valueOf(in));}}}return map;}}
5.经典使用
5.1Spring中SpelExpressionParser
说明
- 
分析
- Expression 接口 表达式接口- 下面有不同的实现类，比如SpelExpression, 或者CompositeStringExpression。- 使用时候，根据你创建的不同的Parser 对象，返回不同的 Expression 对象
:::info
public Expression parseExpression(String expressionString, ParserContext context)
throws ParseException {
if (context == null) {
context = NON_TEMPLATE_PARSER_CONTEXT;
}
if (context.isTemplate()) {
return parseTemplate(expressionString, context); //返回的就是 CompositeStringExpression
}
else {
return doParseExpression(expressionString, context); //返回的就是 SpelExpression
}
}
:::
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