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解释器模式

解释器模式Interpreter Pattern提供了评估语言的语法或表达式的方式，它属于行为型模式，这种模式实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文，解释器模式通常被用在SQL解析、符号处理引擎等。

描述

在软件开发中，会遇到有些问题多次重复出现，而且有一定的相似性和规律性，如果将它们归纳成一种简单的语言，那么这些问题实例将是该语言的一些句子，这样就可以用编译原理中的解释器模式来实现了。解释器模式是给分析对象定义一个语言，并定义该语言的文法表示，再设计一个解析器来解释语言中的句子，也就是说，用编译语言的方式来分析应用中的实例。这里提到的文法和句子的概念同编译原理中的描述相同，文法指语言的语法规则，而句子是语言集中的元素。

模式角色

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。

优点

  • 扩展性好，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。
  • 容易实现，在语法树中的每个表达式节点类都是相似的，所以实现其文法较为容易。

缺点

  • 执行效率较低，解释器模式中通常使用大量的循环和递归调用，当要解释的句子较复杂时，其运行速度很慢，且代码的调试过程也比较麻烦。

  • 会引起类膨胀，解释器模式中的每条规则至少需要定义一个类，当包含的文法规则很多时，类的个数将急剧增加，导致系统难以管理与维护。

  • 可应用的场景比较少，在软件开发中，需要定义语言文法的应用实例非常少，所以这种模式很少被使用到。

实现

function Context() {
    var sum = 0;
    var list = [];
    this.getSum = function() {
        return sum;
    }
    this.setSum = function(_sum) {
        sum = _sum;
    }
    this.add = function(eps) {
        list.push(eps);
    }
    this.getList = function() {
        return list;
    }
}

function PlusExpression() {
    this.interpret = function(context) {
        var sum = context.getSum();
        sum++;
        context.setSum(sum);
    }
}

function MinusExpression() {
    this.interpret = function(context) {
        var sum = context.getSum();
        sum--;
        context.setSum(sum);
    }
}

(function() {
    var context = new Context();
    context.setSum(20);
    //运行加法三次
    context.add(new PlusExpression());
    context.add(new PlusExpression());
    context.add(new PlusExpression());
    //运行减法两次
    context.add(new MinusExpression());
    context.add(new MinusExpression());
    var list = context.getList();
    for (var i = 0; i < list.length; i++) {
        let expression = list[i];
        expression.interpret(context);
    }
    console.log(context.getSum()); // 21
})();

每日一题

https://github.com/WindrunnerMax/EveryDay

参考

http://c.biancheng.net/view/1402.html https://blog.csdn.net/itpinpai/article/details/51657199 https://www.runoob.com/design-pattern/interpreter-pattern.html