目录
1、核心思想
目的：针对某种语言并基于其语法特征创建一系列的表达式类（包括终极表达式与非终极表达式），利用树结构模式将表达式对象组装起来，最终将其翻译成计算机能够识别并执行的语义树。
概念：解释器模式其实就是一种组合模式的特殊应用，它巧妙地利用了组合模式的数据结构，基于上下文生成表达式（解释器）组合起来的语义树，最终通过逐级递进解释完成上下文的解析。
核心思想：将每个语法规则表示为一个类，通过组合这些类实现复杂语法的解析
举例：
1> 结构型数据库对查询语言SQL的解析
2> 浏览器对HTML语言的解析
3> 操作系统Shell对命令的解析
4> 数学公式
5> 正则表达式
2、实现方式
2.1 模式结构
五个核心角色：
- AbstractExpression（抽象表达式）：定义解释器的标准接口interpret()，所有终极表达式类与非终极表达式类均需实现此接口。
- TerminalExpression（终极表达式）：抽象表达式接口的实现类，具有原子性、不可拆分性的表达式。表示语法中的基本元素（如变量、常量），直接完成具体的解释操作。
- NonTerminalExpression（非终极表达式）：抽象表达式接口的实现类，包含一个或多个表达式接口引用，所以它所包含的子表达式可以是非终极表达式，也可以是终极表达式。表示语法中的组合规则（如运算、逻辑表达式），通过递归调用子表达式完成解释。
- Context（上下文）：需要被解释的语言类，它包含符合解释器语法规则的具体语言。存储解释器需要的全局信息（如变量值、环境配置）。
- Client（客户端）：构建语法树并触发解释操作。
2.2 实现案例
实现一个简单的加减法解释器，支持变量替换（如 x + y - 2）：
//1、抽象表达式
public interface Expression {
int interpret(Context context);
}
//2、终极表达式
// 变量表达式（终结符）
public class Variable implements Expression {
private String name;
public Variable(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return context.getValue(name); // 从上下文中获取变量值
}
}
// 数字表达式（终结符）
public class Number implements Expression {
private int value;
public Number(int value) {
this.value = value;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return value; // 直接返回数字值
}
}
//3、非终极表达式
// 加法表达式（非终结符）
public class Add implements Expression {
private Expression left;
private Expression right;
public Add(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return left.interpret(context) + right.interpret(context);
}
}
// 减法表达式（非终结符）
public class Subtract implements Expression {
private Expression left;
private Expression right;
public Subtract(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return left.interpret(context) - right.interpret(context);
}
}
//4、上下文：存储变量值
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Context {
private Map<String, Integer> variables = new HashMap<>();
public void setValue(String name, int value) {
variables.put(name, value);
}
public int getValue(String name) {
return variables.getOrDefault(name, 0);
}
}
//5、客户端：构建语法树并解释
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context();
context.setValue("x", 5);
context.setValue("y", 3);
// 构建表达式：x + y - 2
Expression expression = new Subtract(
new Add(new Variable("x"), new Variable("y")),
new Number(2)
);
int result = expression.interpret(context);
System.out.println("计算结果：" + result); // 输出：6（5+3-2=6）
}
}3、优缺点分析
优点：
易于扩展语法：新增语法规则只需添加新的表达式类。
符合单一职责原则：每个表达式类只负责一个语法规则。
灵活组合：通过嵌套表达式实现复杂逻辑。
缺点：
类数量膨胀：复杂语法需要大量表达式类，增加维护难度。
执行效率低：递归解释可能导致性能问题。
难以处理复杂语法：对层级嵌套较多的语法（如编程语言）支持较差。
4、适用场景
领域特定语言（DSL）
如SQL条件解析、金融规则引擎、游戏技能脚本。
简单语法解析
如数学表达式、布尔逻辑表达式、配置文件解析。
需要动态扩展语法
如工作流引擎中的条件分支配置。
5、注意事项
避免过度设计
若语法简单且稳定，可直接使用现成的解析库（如ANTLR、JavaCC）。
优化性能
对高频调用的解释器，可预编译表达式或缓存中间结果。
处理语法错误
需在解释过程中添加语法校验和异常处理逻辑。