定义
给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一种解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
应用场景
- 在软件构建过程中，如果某一特定领域的问题比较复杂，类似的结构不断重复出现，如果使用普通的编程方式来实现将面临非常频繁的变化。
- 在这种情况下，将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子，然后构建一个解释器来解释这样的句子，从而达到解决问题的目的。
结构
代码示例
//Interpreter.h
/****************************************************/
#ifndef INTERPRETER_H
#define INTERPRETER_H
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <stack>
using namespace std;
// 抽象表达式类
class Expression
{
public:
// 解释
virtual int interpret() = 0;
};
// 数字表达式类
class NumberExpression : public Expression
{
public:
// 构造函数
NumberExpression(int num) : number(num) {
}
// 解释
virtual int interpret() {
return number; }
private:
int number;
};
// 加法表达式类
class AddExpression : public Expression
{
public:
// 构造函数
AddExpression(Expression* left, Expression* right) : left(left), right(right) {
}
// 解释
virtual int interpret() {
return left->interpret() + right->interpret(); }
private:
Expression* left;
Expression* right;
};
// 减法表达式类
class SubExpression : public Expression
{
public:
// 构造函数
SubExpression(Expression* left, Expression* right) : left(left), right(right) {
}
// 解释
virtual int interpret() {
return left->interpret() - right->interpret(); }
private:
Expression* left;
Expression* right;
};
// 解释器类
class Interpreter
{
public:
// 构造函数
Interpreter(string exp) : expression(exp) {
}
// 解释
int interpret() {
stack<Expression*> s;
// 遍历表达式字符
for (int i = 0; i < expression.length(); i++) {
if (isdigit(expression[i])) {
// 识别数字
int j = i;
while (j < expression.length() && isdigit(expression[j])) {
j++;
}
int num = stoi(expression.substr(i, j - i));
s.push(new NumberExpression(num));
i = j - 1;
}
else if (expression[i] == '+') {
// 把左数提取出来
Expression* left = s.top();
s.pop();
// 识别右数
int j = i + 1;
while (j < expression.length() && isdigit(expression[j])) {
j++;
}
Expression* right = new NumberExpression(stoi(expression.substr(i + 1, j - (i + 1))));
// 左数+右数的表达式放入栈中
s.push(new AddExpression(left, right));
i = j - 1;
}
else if (expression[i] == '-') {
// 把左数提取出来
Expression* left = s.top();
s.pop();
// 识别右数
int j = i + 1;
while (j < expression.length() && isdigit(expression[j])) {
j++;
}
Expression* right = new NumberExpression(stoi(expression.substr(i + 1, j - (i + 1))));
// 左数-右数的表达式放入栈中
s.push(new SubExpression(left, right));
i = j - 1;
}
}
return s.top()->interpret();
}
private:
string expression;
};
#endif
//test.cpp
/****************************************************/
#include "Interpreter.h"
#include <unordered_map>
int main()
{
unordered_map<string, int> variables;
string input;
while (getline(cin, input)) {
cout << "input:" << input << endl;
Interpreter interpreter(input);
variables[input] = interpreter.interpret();
cout << "result:" << variables[input] << endl;
}
return 0;
}
运行结果
要点总结
- Interpreter模式的应用场合是Interpreter模式应用中的难点，只有满足“业务规则频繁变化，且类似的结构不断重复出现，并且容易抽象为语法规则的问题”才适合使用Interpreter模式。
- 使用Interpreter模式来表示文法规则，从而可以使用面向对象技巧来方便地“扩展”文法。
- Interpreter模式比较适合简单的文法表示，对于复杂的文法表示，Interperter模式会产生比较大的类层次结构，需要求助于语法分析生成器这样的标准工具。