揭秘解释器模式：理解编程语言的指南

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2023-11-11 21:02:05

作为一名经验丰富的博主，我很高兴与大家分享一个引人入胜的话题——解释器模式。这种设计模式是行为模式家族中的一员，它可以帮助我们理解编程语言的内在工作原理。

解释器模式简介

想象一下，你想让计算机理解一种你发明的语言。为了让计算机理解你的语言，你需要创建一个语法，语言中允许的句子结构。这就像给计算机一本规则手册，告诉它如何解释你所说的内容。

解释器模式就是将这种语法表示为一组类。每个类代表语言语法中的一个元素，例如表达式、语句或程序。解释器是一个类，它使用这些类来解析和解释语言中的句子。

实现解释器模式

实现解释器模式需要创建一个抽象表达式接口，该接口定义了解释方法。对于语言中的每个元素，你都需要创建一个具体表达式类，该类实现了解释方法。解释器类使用这些具体表达式来解释语言中的句子。

示例

假设你想创建一个简单的计算器语言，其中包含加法、减法和乘法表达式。你可以使用解释器模式来实现这个语言：

interface Expression {
    int interpret();
}

class NumberExpression implements Expression {
    private int number;

    public NumberExpression(int number) {
        this.number = number;
    }

    @Override
    public int interpret() {
        return number;
    }
}

class AdditionExpression implements Expression {
    private Expression leftExpression;
    private Expression rightExpression;

    public AdditionExpression(Expression leftExpression, Expression rightExpression) {
        this.leftExpression = leftExpression;
        this.rightExpression = rightExpression;
    }

    @Override
    public int interpret() {
        return leftExpression.interpret() + rightExpression.interpret();
    }
}

class SubtractionExpression implements Expression {
    private Expression leftExpression;
    private Expression rightExpression;

    public SubtractionExpression(Expression leftExpression, Expression rightExpression) {
        this.leftExpression = leftExpression;
        this.rightExpression = rightExpression;
    }

    @Override
    public int interpret() {
        return leftExpression.interpret() - rightExpression.interpret();
    }
}

class MultiplicationExpression implements Expression {
    private Expression leftExpression;
    private Expression rightExpression;

    public MultiplicationExpression(Expression leftExpression, Expression rightExpression) {
        this.leftExpression = leftExpression;
        this.rightExpression = rightExpression;
    }

    @Override
    public int interpret() {
        return leftExpression.interpret() * rightExpression.interpret();
    }
}

class Interpreter {
    private Expression expression;

    public Interpreter(Expression expression) {
        this.expression = expression;
    }

    public int interpret() {
        return expression.interpret();
    }
}

使用这个实现，你可以创建并解释一个简单的计算器表达式，如 "1 + 2 * 3"：

Expression expression = new AdditionExpression(
        new NumberExpression(1),
        new MultiplicationExpression(
                new NumberExpression(2),
                new NumberExpression(3)
        )
);

Interpreter interpreter = new Interpreter(expression);
int result = interpreter.interpret();
System.out.println(result); // 输出 7