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