一、引子

　　其實(shí)沒有什么好的例子引入解釋器模式，因?yàn)樗�描述了如何�?gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言解釋器，主要應(yīng)用在使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言開發(fā)編譯器中；在實(shí)際應(yīng)用中，我們可能很少碰到去構(gòu)造一個(gè)語(yǔ)言的文法的情況。

　　雖然你幾乎用不到這個(gè)模式，但是看一看還是能受到一定的啟發(fā)的。

　　二、定義與結(jié)構(gòu)

　　解釋器模式的定義如下：定義語(yǔ)言的文法，并且建立一個(gè)解釋器來(lái)解釋該語(yǔ)言中的句子。它屬于類的行為模式。這里的語(yǔ)言意思是使用規(guī)定格式和語(yǔ)法的代碼。

　　在GOF的書中指出：如果一種特定類型的問(wèn)題發(fā)生的頻率足夠高，那么可能就值得將該問(wèn)題的各個(gè)實(shí)例表述為一個(gè)簡(jiǎn)單語(yǔ)言中的句子。這樣就可以構(gòu)建一個(gè)解釋器，該解釋器通過(guò)解釋這些句子來(lái)解決該問(wèn)題。而且當(dāng)文法簡(jiǎn)單、效率不是關(guān)鍵問(wèn)題的時(shí)候效果最好。

　　這也就是解釋器模式應(yīng)用的環(huán)境了。

　　讓我們來(lái)看看神秘的解釋器模式是由什么來(lái)組成的吧。

　　1) 抽象表達(dá)式角色：聲明一個(gè)抽象的解釋操作，這個(gè)接口為所有具體表達(dá)式角色（抽象語(yǔ)法樹中的節(jié)點(diǎn)）都要實(shí)現(xiàn)的。

　　什么叫做抽象語(yǔ)法樹呢？《java與模式》中給的解釋為：抽象語(yǔ)法樹的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表一個(gè)語(yǔ)句，而在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都可以執(zhí)行解釋方法。這個(gè)解釋方法的執(zhí)行就代表這個(gè)語(yǔ)句被解釋。由于每一個(gè)語(yǔ)句都代表這個(gè)語(yǔ)句被解釋。由于每一個(gè)語(yǔ)句都代表一個(gè)常見的問(wèn)題的實(shí)例，因此每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的解釋操作都代表對(duì)一個(gè)問(wèn)題實(shí)例的解答。

　　2) 終結(jié)符表達(dá)式角色：具體表達(dá)式。

　　a) 實(shí)現(xiàn)與文法中的終結(jié)符相關(guān)聯(lián)的解釋操作

　　b) 而且句子中的每個(gè)終結(jié)符需要該類的一個(gè)實(shí)例與之對(duì)應(yīng)

　　3) 非終結(jié)符表達(dá)式角色：具體表達(dá)式。

　　a) 文法中的每條規(guī)則R::=R1R2…Rn都需要一個(gè)非終結(jié)符表帶式角色

　　b) 對(duì)于從R1到Rn的每個(gè)符號(hào)都維護(hù)一個(gè)抽象表達(dá)式角色的實(shí)例變量

　　c) 實(shí)現(xiàn)解釋操作，解釋一般要遞歸地調(diào)用表示從R1到Rn的那些對(duì)象的解釋操作

　　4) 上下文（環(huán)境）角色：包含解釋器之外的一些全局信息。

　　5) 客戶角色：

　　a) 構(gòu)建（或者被給定）表示該文法定義的語(yǔ)言中的一個(gè)特定的句子的抽象語(yǔ)法樹

　　b) 調(diào)用解釋操作

　　放上張解釋器結(jié)構(gòu)類圖吧，這也是來(lái)自于GOF的書中。

　　對(duì)每一個(gè)角色都給出了詳細(xì)的職責(zé)，而且在類圖中給出五個(gè)角色之間的關(guān)系。這樣實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不是很困難了，下面舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，希望能加深你對(duì)解釋器模式的理解。

　　 三、舉例

　　來(lái)舉一個(gè)加減乘除的例子吧，實(shí)現(xiàn)思路來(lái)自于《java與模式》中的例子。每個(gè)角色的功能按照上面提到的規(guī)范來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　//上下文（環(huán)境）角色，使用HashMap來(lái)存儲(chǔ)變量對(duì)應(yīng)的數(shù)值

　　class Context
　　{
　　private Map valueMap = new HashMap();
　　public void addValue(Variable x , int y)
　　{
　　Integer yi = new Integer(y);
　　valueMap.put(x , yi);
　　}

　　public int LookupValue(Variable x)
　　{
　　int i = ((Integer)valueMap.get(x)).intValue();
　　return i ;
　　}
　　}

　　//抽象表達(dá)式角色，也可以用接口來(lái)實(shí)現(xiàn)

　　abstract class Expression
　　{
　　public abstract int interpret(Context con);
　　}

　　//終結(jié)符表達(dá)式角色

　　class Constant extends Expression
　　{
　　private int i ;
　　public Constant(int i)
　　{
　　this.i = i;
　　}

　　public int interpret(Context con)
　　{
　　return i ;
　　}
　　}

　　class Variable extends Expression
　　{
　　public int interpret(Context con)
　　{
　　//this為調(diào)用interpret方法的Variable對(duì)象
　　return con.LookupValue(this);
　　}
　　}

　　//非終結(jié)符表達(dá)式角色

　　class Add extends Expression
　　{
　　private Expression left ,right ;
　　public Add(Expression left , Expression right)
　　{
　　this.left = left ;
　　this.right= right ;
　　}

　　public int interpret(Context con)
　　{
　　return left.interpret(con) + right.interpret(con);
　　}
　　}

　　class Subtract extends Expression
　　{
　　private Expression left , right ;
　　public Subtract(Expression left , Expression right)
　　{
　　this.left = left ;
　　this.right= right ;
　　}

　　public int interpret(Context con)
　　{
　　return left.interpret(con) - right.interpret(con);
　　}

　　}

　　class Multiply extends Expression
　　{
　　private Expression left , right ;
　　public Multiply(Expression left , Expression right)
　　{
　　this.left = left ;
　　this.right= right ;
　　}
　　public int interpret(Context con)
　　{
　　return left.interpret(con) * right.interpret(con);
　　}
　　}

　　class Division extends Expression
　　{
　　private Expression left , right ;
　　public Division(Expression left , Expression right)
　　{
　　this.left = left ;
　　this.right= right ;
　　}

　　public int interpret(Context con)
　　{
　　try{
　　　return left.interpret(con) / right.interpret(con);
　　}catch(ArithmeticException ae)
　　{
　　　System.out.println("被除數(shù)為0！");
　　　return -11111;
　　}
　　}
　　}

　　//測(cè)試程序，計(jì)算 (a*b)/(a-b+2)

　　public class Test
　　{
　　private static Expression ex ;
　　private static Context con ;
　　public static void main(String[] args)
　　{
　　con = new Context();
　　//設(shè)置變量、常量
　　Variable a = new Variable();
　　Variable b = new Variable();
　　Constant c = new Constant(2);
　　//為變量賦值
　　con.addValue(a , 5);
　　con.addValue(b , 7);
　　//運(yùn)算，對(duì)句子的結(jié)構(gòu)由我們自己來(lái)分析，構(gòu)造
　　ex = new Division(new Multiply(a , b), new Add(new Subtract(a , b) , c));
　　System.out.println("運(yùn)算結(jié)果為："+ex.interpret(con));
　　}
　　}

　　解釋器模式并沒有說(shuō)明如何創(chuàng)建一個(gè)抽象語(yǔ)法樹，因此它的實(shí)現(xiàn)可以多種多樣，在上面我們是直接在Test中提供的，當(dāng)然還有更好、更專業(yè)的實(shí)現(xiàn)方式。

　　對(duì)于終結(jié)符，GOF建議采用享元模式來(lái)共享它們的拷貝，因?yàn)樗鼈円�多次重�?fù)出現(xiàn)。但是考慮到享元模式的使用局限性，我建議還是當(dāng)你的系統(tǒng)中終結(jié)符重復(fù)的足夠多的時(shí)候再考慮享元模式。

　　四、優(yōu)缺點(diǎn)

　　解釋器模式提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方式來(lái)執(zhí)行語(yǔ)法，而且容易修改或者擴(kuò)展語(yǔ)法。一般系統(tǒng)中很多類使用相似的語(yǔ)法，可以使用一個(gè)解釋器來(lái)代替為每一個(gè)規(guī)則實(shí)現(xiàn)一個(gè)解釋器。而且在解釋器中不同的規(guī)則是由不同的類來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣使得添加一個(gè)新的語(yǔ)法規(guī)則變得簡(jiǎn)單。

　　但是解釋器模式對(duì)于復(fù)雜文法難以維護(hù)。可以想象一下，每一個(gè)規(guī)則要對(duì)應(yīng)一個(gè)處理類，而且這些類還要遞歸調(diào)用抽象表達(dá)式角色，多如亂麻的類交織在一起是多么恐怖的一件事啊！

　　五、總結(jié)

　　這樣對(duì)解釋器模式應(yīng)該有了些大體的認(rèn)識(shí)了吧，由于這個(gè)模式使用的案例匱乏，所以本文大部分觀點(diǎn)直接來(lái)自于GOF的原著。只是實(shí)例代碼是親自實(shí)現(xiàn)并調(diào)試通過(guò)的。