意味
言語を指定して、その文法の表現を定義し、この表現を使用して言語の文を解釈するインタプリタを定義します。
アプリケーションシナリオ
- ソフトウェア構築の過程では、特定の分野の問題が複雑になるほど、同じような構造が繰り返し現れ、通常のプログラミング手法で実現すると非常に頻繁な変更に直面することになります。
- この場合、特定の領域の問題をある文法規則に基づいて文として表現し、その文を説明するインタプリタを構築することで問題解決の目的を達成する。
構造
コード例
//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;
}
演算結果
まとめ
- インタプリタモードの適用の難しい点は、「ビジネスルールが頻繁に変更され、類似した構造が繰り返し出現し、文法ルールに抽象化しやすい」場合にのみインタプリタモードを使用できることである。
- インタプリタ モードを使用して文法規則を表現すると、オブジェクト指向の手法を使用して文法を簡単に「拡張」できます。
- インタプリタ モードは単純な文法表現に適していますが、複雑な文法表現の場合、インタープリタ モードは比較的大きなクラス階層を生成するため、文法解析ジェネレータなどの標準ツールを使用する必要があります。