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设计模式(十六)—— 解释器模式

模式简介


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。

顾名思义,解释器模式就是定义一种语法,并提供一个解释器,客户端可以使用该解释器来解释这个语句来解决问题。例如写文档常用的Markdown语法,可以用-来表示无序列表,用---来表示下划线。通过解释器模式对这种经常使用到的事物,将其定义为一个简单的标识,以便于我们使用。

结构分析


UML类图

角色说明

AbstractExpression

抽象表达式类,包含一个抽象的解释操作,这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享。

TerminalExpression

末端表达式类,实现与在语法中终结符相关联的解释操作,在语句中每个终结符都需要这个实例。

NonterminalExpression

非末端表达式类,实现在语法中非末端表达式的解释操作。通常递归的自我调用。

Context

上下文,包含解释器之外的一些全局信息。

结构代码

//上下文类public class Context{ }//抽象表达式类abstract class AbstractExpression{ public abstract void Interpret(Context context);}//末端表达式类class TerminalExpression : AbstractExpression{ public override void Interpret(Context context) { Console.WriteLine("Called Terminal.Interpret()"); }}//非末端表达式类class NonterminalExpression : AbstractExpression{ public override void Interpret(Context context) { Console.WriteLine("Called Nonterminal.Interpret()"); }}//客户端调用class Program{ static void Main(string[] args) { Context context = new Context(); var list = new List<AbstractExpression>(); list.Add(new TerminalExpression()); list.Add(new NonterminalExpression()); list.Add(new TerminalExpression()); list.Add(new TerminalExpression()); foreach (var exp in list) { exp.Interpret(context); } Console.ReadLine(); }}

示例分析


本节我们通过解释器模式实现一个简易的Markdown语法,在控制台中输出解释后的内容。首先创建上下文类Context,包含一个Content成员。

class Context{ public string Content { get; set; }}

定义IExpression接口,并通过UnOrderedListExpression和UnderlineExpression子类分别实现无序列表解释器以及下划线解释器。

interface IExpression{ void Interpret(Context context);}class UnOrderedListExpression : IExpression{ public void Interpret(Context context) { if (context.Content.Contains("- ")) { context.Content = context.Content.Replace("- ", "·"); } }}class UnderlineExpression : IExpression{ public void Interpret(Context context) { if (context.Content.Contains("---")) { context.Content = context.Content.Replace("---", "__________________________"); } }}

客户端调用,先向上下文实例的content属性给定内容,并使用UnOrderedListExpression和UnderlineExpression解释器分别对其进行解释,最后输出结果。

class Program{ static void Main(string[] args) { Context context = new Context(); context.Content = "- apple"; context.Content += "- orange"; context.Content += "- banana"; context.Content += "---"; List<IExpression> tree = new List<IExpression>(); tree.Add(new UnOrderedListExpression()); tree.Add(new UnderlineExpression()); foreach (var exp in tree) { exp.Interpret(context); } Console.WriteLine(context.Content); Console.ReadLine(); }}

程序输出:

使用场景


为一些重复出现的问题定义一组简单的语法,便于使用

一个语言需要解释,并将该语言中的句子表示为一个抽象语法树

优点和不足


优点

易于改变和扩展语法

因为使用类来声明表达式,可以使用继承来修改或改变该表达式的行为。

易于实现新的解释表达式方法

不足

容易引起类“爆炸”对于复杂的语法较难维护

欢迎阅读本文章: 黎桃

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