行为型Interpreter模式

Posted 2020-07-24 jacc.kim

    解释器模式意图为给定的语言定义其文法表示，同时定义该文法表示的一套解释器来解释语言中的句子。该模式说的简单通俗点，其主要用途是用来解释用的。至于解释什么，则要看具体的上下文环境。我们可以为一个表达式专门写一个解释器、也可以为一个语句写一个解释器，一个语句可以看成是由多个表达式构成的、因此，我们同样可以为一段文本写个解释器等等。而在要设计实现一个有效的解释器之前，试想下，首先要做的将是要为待解释的表达式进行其文法定义，即：定义其规则。一个先简单的例子，假如用户自己发明了一个脚本语言。如果想要让该语言行之有效，则必需为其定义各种“规则”，如：关键字是什么、表达式格式是什么、语句的构造又是有哪些约定的、如果有面向对象语法，则对象又是如何表示的、...等等，然后再需要实现一个能够识别这些“规则”并能正确解释、运行它们的编译器。

    每个文法定义的一般来说是许许多多的表达式构成的。而复杂表达式又会由更细小的表达式构造成。比如：C++中的表达式：(3 + 7) * 15;该表达式可被拆解为：表达式一：(3 + 7)；表达式二：15；以及表达式三：表达式一的结果 + 表达式二的结果。其中表达式二是最终不可再拆分的最小粒度表达式，称之为终结符表达式TerminalExpression。而最初整个表达式是可拆分的，它是由其他的子表达式构成的（其实如果该例子写的更复杂一些，则这个说明效果可能会更好），称之为非终结符表达式NoterminalExpression。有学过编译原理的人可能知道，编译器（其实就是一种解释器）的一般都是一种语法树的结构，而该语法树中的叶子其实就是这边的表达式二，非叶子是这边的表达式一或最初的整个表达式。对于一个四则运算的表达式的语法树，一般来说，叶子节点都是具体 的数字值，而连接这些数字值的节点一般是四则运算符，如：+-*/等。解释器模式的类结构图参考如下：

    模式编码结构参考如下：

 1 namespace interpreter
 2 {
 3     // 上下文
 4     class Context {};
 5 
 6     // 抽象表达式
 7     class IAbstractExpression
 8     {
 9     public:
10         // some code here........
11         virtual void interprete(Context* pContext) {}
12 
13     };//class IAbstractExpression
14 
15     class TerminalExpression
16     {
17     public:
18         // some code here........
19         virtual void interprete(Context* pContext) { /*some code here........*/ }
20 
21     };//class TerminalExpression
22 
23     class NoterminalExpression
24     {
25     public:
26         // some code here........
27         virtual void interprete(Context* pContext) { /*some code here........*/ }
28 
29     };//class NoterminalExpression
30 
31 }//namespace interpreter

解释器模式编码结构参考

    个人的理解，该模式还是挺复杂庞大的。虽说它的意图表述也就是简简单单地一个文法定义、并定义其解释器。而真要设计起来，其粒度还是会挺细的。就比如一个语言，是需要定义非常非常多的表达式的。一个Boolean就需要一个BooleanExpression、一个与运算也需要一个AndExpression表达式、一个变量需要一个变量表达式、一个加号需要一个表达式、...、最终还需要这些简单表达式的复合表达式。总之，为了能够正确解释上下文，需要做足一切准备，而且还需要前期分析的够透彻，否则，表达式的粒度不够细，则后期复用性不足；表达式的粒度太细，则设计起来，可能又会有冗余。另外，解释器模式，其实与复合模式也是非常像的。甚至可以看成是复合模式的一种特例。只是复合模式的意图是更通用的，表示一种“部分-整体”的关系。