JAVA设计模式之解释器模式

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述解释器(Interpreter)模式的:

  解释器模式是类的行为模式。给定一个语言之后,解释器模式可以定义出其文法的一种表示,并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。

解释器模式的结构

  下面就以一个示意性的系统为例,讨论解释器模式的结构。系统的结构图如下所示:

  模式所涉及的角色如下所示:

  (1)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。

  (2)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。

  (3)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。

  (4)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。

  为了说明解释器模式的实现办法,这里给出一个最简单的文法和对应的解释器模式的实现,这就是模拟Java语言中对布尔表达式进行操作和求值。

  在这个语言中终结符是布尔变量,也就是常量true和false。非终结符表达式包含运算符and,or和not等布尔表达式。这个简单的文法如下:

    Expression  ::= Constant | Variable | Or | And | Not

    And     ::= Expression ‘AND‘ Expression

    Or     ::= Expression ‘OR‘ Expression

    Not     ::= ‘NOT‘ Expression

    Variable  ::= 任何标识符

    Constant    ::= ‘true‘ | ‘false‘

  解释器模式的结构图如下所示:

  

  源代码

  抽象表达式角色

public abstract class Expression {
    /**
     * 以环境为准,本方法解释给定的任何一个表达式
     */
    public abstract boolean interpret(Context ctx);
    /**
     * 检验两个表达式在结构上是否相同
     */
    public abstract boolean equals(Object obj);
    /**
     * 返回表达式的hash code
     */
    public abstract int hashCode();
    /**
     * 将表达式转换成字符串
     */
    public abstract String toString();
}

  一个Constant对象代表一个布尔常量

public class Constant extends Expression{

    private boolean value;

    public Constant(boolean value){
        this.value = value;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {

        if(obj != null && obj instanceof Constant){
            return this.value == ((Constant)obj).value;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.toString().hashCode();
    }

    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {

        return value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return new Boolean(value).toString();
    }

}

  一个Variable对象代表一个有名变量

public class Variable extends Expression {

    private String name;

    public Variable(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {

        if(obj != null && obj instanceof Variable)
        {
            return this.name.equals(
                    ((Variable)obj).name);
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.toString().hashCode();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name;
    }

    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {
        return ctx.lookup(this);
    }

}

  代表逻辑“与”操作的And类,表示由两个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出一个新的布尔表达式的操作

public class And extends Expression {

    private Expression left,right;

    public And(Expression left , Expression right){
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj != null && obj instanceof And)
        {
            return left.equals(((And)obj).left) &&
                right.equals(((And)obj).right);
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.toString().hashCode();
    }

    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {

        return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(" + left.toString() + " AND " + right.toString() + ")";
    }

}

  代表逻辑“或”操作的Or类,代表由两个布尔表达式通过逻辑“或”操作给出一个新的布尔表达式的操作

public class Or extends Expression {
    private Expression left,right;

    public Or(Expression left , Expression right){
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj != null && obj instanceof Or)
        {
            return this.left.equals(((Or)obj).left) && this.right.equals(((Or)obj).right);
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.toString().hashCode();
    }

    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {
        return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(" + left.toString() + " OR " + right.toString() + ")";
    }

}

  代表逻辑“非”操作的Not类,代表由一个布尔表达式通过逻辑“非”操作给出一个新的布尔表达式的操作

public class Not extends Expression {

    private Expression exp;

    public Not(Expression exp){
        this.exp = exp;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj != null && obj instanceof Not)
        {
            return exp.equals(
                    ((Not)obj).exp);
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.toString().hashCode();
    }

    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {
        return !exp.interpret(ctx);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(Not " + exp.toString() + ")";
    }

}

  环境(Context)类定义出从变量到布尔值的一个映射

public class Context {

    private Map<Variable,Boolean> map = new HashMap<Variable,Boolean>();

    public void assign(Variable var , boolean value){
        map.put(var, new Boolean(value));
    }

    public boolean lookup(Variable var) throws IllegalArgumentException{
        Boolean value = map.get(var);
        if(value == null){
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        return value.booleanValue();
    }
}

  客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Context ctx = new Context();
        Variable x = new Variable("x");
        Variable y = new Variable("y");
        Constant c = new Constant(true);
        ctx.assign(x, false);
        ctx.assign(y, true);

        Expression exp = new Or(new And(c,x) , new And(y,new Not(x)));
        System.out.println("x=" + x.interpret(ctx));
        System.out.println("y=" + y.interpret(ctx));
        System.out.println(exp.toString() + "=" + exp.interpret(ctx));
    }

}

  运行结果如下:

  

时间: 2024-07-31 18:14:44

JAVA设计模式之解释器模式的相关文章

折腾Java设计模式之解释器模式

解释器模式 解释器模式是类的行为模式.给定一个语言之后,解释器模式可以定义出其文法的一种表示,并同时提供一个解释器.客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子. 意图 给定一个语言,定义它的文法表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该标识来解释语言中的句子. 主要解决 对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器. 何时使用 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. 如何解

大话设计模式_解释器模式(Java代码)

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. 简单描述:一个AbstractExpression类,多个子类,存在一个Interpret方法,转义Context对象的信息.客户端根据信息实例化不同的Expression类,并调用其转义方法(这个过程可以使用简单工厂+反射进行) 大话设计模式中的截图: 代码例子: 假设HTML代码解释器: (1)第一类标签<HTML>(开始)/<HEAD>(头信息)/<BODY&g

GOF23设计模式之解释器模式和访问器模式的理解

设计模式之解释器模式Interpreter      是一种不常用的设计模式      用于描述如何构成一个简单的语言解释器,主要用于使用面向对象语言开发的编译器和解释器设计.      当我们需要开发一种新的语言时,可以考虑使用解释器模式.      尽量不要使用解释器模式,后期维护会有很大麻烦.在项目中可以使用jruby,Groovy,java的js引擎来代替解释器的作用,弥补java语言的不足. 开发中常见的场景:      EL表达式的处理      正则表达式解释器      SQL语

java设计模式--行为型模式--迭代模式

1 迭代器模式 2 概述 3 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. 4 5 6 适用性 7 1.访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示. 8 9 2.支持对聚合对象的多种遍历. 10 11 3.为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即,支持多态迭代). 12 13 14 参与者 15 1.Iterator 16 迭代器定义访问和遍历元素的接口. 17 18 2.ConcreteIterator 19 具体迭代器实现迭代器接口.

JAVA设计模式之代理模式

学编程吧JAVA设计模式之代理模式发布了,欢迎通过xuebiancheng8.com来访问 一.概述 给某一个对象提供一个代理,并由代理对象来完成对原对象的访问.代理模式是一种对象结构型模式. 二.适用场景 当无法直接访问某个对象或访问某个对象存在困难时可以通过一个代理对象来间接访问,为了保证客户端使用的透明性,委托对象与代理对象需要实现相同的接口. 三.UML类图 四.参与者 1.接口类:Subject 它声明了真实访问者和代理访问者的共同接口,客户端通常需要针对接口角色进行编程. 2.代理类

浅析JAVA设计模式之工厂模式(一)

1 工厂模式简介 工厂模式的定义:简单地说,用来实例化对象,代替new操作. 工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化.工作模式可以动态决定将哪一个类实例化,不用先知道每次要实例化哪一个类. 工厂模式可以分一下三种形态: 简单工厂 (Simple Factory)模式:又称静态工厂模式(StaticFactory). 工厂方法 (Factroy Method)模式:又称多态性工厂模式(Polymorphic Factory). 抽象工厂 (Abstract Factroy)模式:又称工具箱模式

浅析JAVA设计模式之工厂模式(二)

1 工厂方法模式简介 工厂方法 (Factroy Method) 模式:又称多态性工厂模式(Polymorphic Factory),在这种模式中,核心工厂不再是一个具体的类,而是一个抽象工厂,提供具体工厂实现的接口,具体创建产品交由子工厂去做,抽象工厂不涉及任何产品被实例化的细节.而不同等级的产品,就对应一个不同等级的工厂,如下图. 图1 1.1工厂方法模式(多态性工厂模式): 工厂方法模式有三个角色: 1. 抽象产品接口 2. 具体产品类 3. 抽象工厂接口 4.具体工厂类. 1.2工厂方法

JAVA设计模式(3)----代理模式

1.  什么是代理模式?Proxy Pattern 代理模式定义:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问.在某些情况下,一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用. 通俗的讲,代理模式就是我很忙没空理你,你要想找我可以先找我的代理人,代理人和被代理人继承同一个接口.代理人虽然不能干活,但是被代理的人可以干活. 这个例子中有水浒传中的这么几个人:名垂青史的潘金莲,王婆,西门大官人.西门庆想要找潘金莲,需要找王婆做代理.首先定义一个接口:Kin

java设计模式------装饰着模式

java设计模式-------装饰者模式 装饰者模式 Decorator模式(别名Wrapper):动态将职责附加到对象上,若要扩展功能,装饰者提供了比继承更具弹性的代替方案.主要有组件(components)和装饰器(Decorator)组成.要求components和Decorator实现相同的接口或者抽象类(具体类的局限性太大). 设计原则.模式特点.适用性 - 1. 多用组合,少用继承. 利用继承设计子类的行为,是在编译时静态决定的,而且所有的子类都会继承到相同的行为.然而,如果能够利用