17-Java解释器模式 ( Interpreter Pattern )

news2025/6/10 12:10:43

Java解释器模式

- 摘要
- 实现
- 范例

解释器模式（Interpreter Pattern）实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文
这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等
解释器模式提供了评估语言的语法或表达式的方式，它属于行为型模式

摘要

1. 意图

给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子

2. 主要解决

对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器

3. 何时使用

如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题

4. 如何解决

构件语法树，定义终结符与非终结符

5. 关键代码

构件环境类，包含解释器之外的一些全局信息，一般是 HashMap

6. 应用实例

编译器、运算表达式计算

7. 优点

可扩展性比较好，灵活；
增加了新的解释表达式的方式；
易于实现简单文法；

8. 缺点

可利用场景比较少；
对于复杂的文法比较难维护；
解释器模式会引起类膨胀；
解释器模式采用递归调用方法；

9. 使用场景

可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树；
一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达；
一个简单语法需要解释的场景；

10. 注意事项

可利用场景比较少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替

实现

在这里插入图片描述

定义一个接口Expression和实现了Expression接口的实体类；
定义作为上下文中主要解释器的TerminalExpression类，其他的类OrExpression、AndExpression用于创建组合式表达式；
定义类InterpreterPatternDemo使用Expression类创建规则和演示表达式的解析；

范例

1. 创建一个表达式接口.

Expression.java

package com.demo.gof;
public interface Expression {
   public boolean interpret(String context);
}

2. 创建实现接口的实体类

RealImage.java

package com.demo.gof;
public class RealImage implements Image {

   private String fileName;

   public RealImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
      loadFromDisk(fileName);
   }

   @Override
   public void display() {
      System.out.println("Displaying " + fileName);
   }

   private void loadFromDisk(String fileName){
      System.out.println("Loading " + fileName);
   }
}

ProxyImage.java

public class ProxyImage implements Image{

   private RealImage realImage;
   private String fileName;

   public ProxyImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
   }

   @Override
   public void display() {
      if(realImage == null){
         realImage = new RealImage(fileName);
      }
      realImage.display();
   }
}

3. 当被请求时，使用 ProxyImage 来获取 RealImage 类的对象

ProxyPatternDemo.java

package com.demo.gof;
public class ProxyPatternDemo {

   public static void main(String[] args) {
      Image image = new ProxyImage("test_10mb.jpg");

      //图像将从磁盘加载
      image.display(); 
      System.out.println("");
      //图像将无法从磁盘加载
      image.display();  
   }
}

编译运行以上 Java 范例，输出结果如下

$ javac -d . src/main/com.demo/gof/ProxyPatternDemo.java
$ java  com.demo.gof.ProxyPatternDemo
Loading test_10mb.jpg
Displaying test_10mb.jpg

Displaying test_10mb.jpg