《JAVA与模式》之解释器模式

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

  解释器模式是类的行为模式。给定另另一个语言从前,解释器模式都能不能定义出其文法的本身表示,并一同提供另另一个解释器。客户端都能不能使用本身解释器来解释本身语言中的的话。

  下面就以另另一个示意性的系统为例,讨论解释器模式的行态。系统的行态图如下所示:

  模式所涉及的角色如下所示:

  (1)抽象表达式(Expression)角色:声明另另一个所有的具体表达式角色都需用实现的抽象接口。本身接口主本来另另一个interpret()措施,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,主本来另另一个interpret()措施;文法中的每另另一个终结符需用另另一个具体终结表达式与之相对应。比如有另另一个简单的公式R=R1+R2,在里面R1和R2本来终结符,对应的解析R1和R2的解释器本来终结符表达式。

  (3)非终结符表达式(Nonterminal Expression)角色:文法中的每一根绳子 规则都需用另另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可能本来关键字,比如公式R=R1+R2中,“+"本来非终结符,解析“+”的解释器本来另另一个非终结符表达式。

  (4)环境(Context)角色:本身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,亲戚亲戚我们 歌词 给R1赋值50,给R2赋值50。哪些信息需用存放到环境角色中,本来情况下亲戚亲戚我们 歌词 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措施,这里给出另另一个最简单的文法和对应的解释器模式的实现,这本来模拟Java语言中对布尔表达式进行操作和求值。

  在本身语言中终结符是布尔变量,也本来常量true和false。非终结符表达式蕴藏运算符and,or和not等布尔表达式。本身简单的文法如下:

    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'

  解释器模式的行态图如下所示:

  

  源代码

  抽象表达式角色

public abstract class Expression {
    /**
     * 以环境为准,本措施解释给定的任何另另一个表达式
     */
    public abstract boolean interpret(Context ctx);
    /**
     * 检验另另一个表达式在行态上是是否是相同
     */
    public abstract boolean equals(Object obj);
    /**
     * 返回表达式的hash code
     */
    public abstract int hashCode();
    /**
     * 将表达式转添加字符串
     */
    public abstract String toString();
}

  另另一个Constant对象代表另另一个布尔常量

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();
    }
    
}

  另另一个Variable对象代表另另一个有名变量

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,表示由另另一个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出另另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,代表由另另一个布尔表达式通过逻辑“或”操作给出另另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,代表由另另一个布尔表达式通过逻辑“非”操作给出另另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另另一个映射

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: