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《JAVA与模式》系列二十五:解释器模式

来源:csdn 作者:特种兵—AK47 发表于:2012-08-24 09:25  点击:
解释器模式的结构 下面就以一个示意性的系统为例,讨论解释器模式的结构。系统的结构图如下所示: 模式所涉及的角色如下所示: (1)抽象表达式(Expression)角色: 声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口。这个接口主要是一个interpret()方法,

解释器模式的结构

  下面就以一个示意性的系统为例,讨论解释器模式的结构。系统的结构图如下所示:
  模式所涉及的角色如下所示:
  (1)抽象表达式(Expression)角色:声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口。这个接口主要是一个interpret()方法,称做解释操作。
  (2)终结符表达式(Terminal Expression)角色:实现了抽象表达式角色所要求的接口,主要是一个interpret()方法;文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。比如有一个简单的公式R=R1+R2,在里面R1和R2就是终结符,对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。
  (3)非终结符表达式(Nonterminal Expression)角色:文法中的每一条规则都需要一个具体的非终结符表达式,非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字,比如公式R=R1+R2中,“+"就是非终结符,解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。
  (4)环境(Context)角色:这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值,比如R=R1+R2,我们给R1赋值100,给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中,很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

  为了说明解释器模式的实现办法,这里给出一个最简单的文法和对应的解释器模式的实现,这就是模拟Java语言中对布尔表达式进行操作和求值。
  在这个语言中终结符是布尔变量,也就是常量true和false。非终结符表达式包含运算符and,or和not等布尔表达式。这个简单的文法如下:
    Expression    ::= Constant | Variable | Or | And | Not
    And     ::= Expression 'AND' Expression
    Or     ::= Expression 'OR' Expression
    Not       ::= 'NOT' Expression
    Variable   ::= 任何标识符
    Constant         ::= 'true' | 'false'
  解释器模式的结构图如下所示:

  源代码

  抽象表达式角色
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package com.bankht.Interpreter;  
      
/** 
 * @author: 特种兵—AK47 
 * @创建时间:2012-7-3 下午03:08:58 
 *  
 * @类说明 :抽象表达式角色 
 */
public abstract class Expression {  
    /** 
     * 以环境为准,本方法解释给定的任何一个表达式 
     */
    public abstract boolean interpret(Context ctx);  
      
    /** 
     * 检验两个表达式在结构上是否相同 
     */
    public abstract boolean equals(Object obj);  
      
    /** 
     * 返回表达式的hash code 
     */
    public abstract int hashCode();  
      
    /** 
     * 将表达式转换成字符串 
     */
    public abstract String toString();  
}
 
 一个Constant对象代表一个布尔常量
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package com.bankht.Interpreter;  
      
/** 
 * @author: 特种兵—AK47 
 * @创建时间:2012-7-3 下午03:09:35 
 *  
 * @类说明 :一个Constant对象代表一个布尔常量 
 */
public class Constant extends Expression {  
      
    private boolean value;  
      
    public Constant(boolean value) {  
        this.value = value;  
    }  
      
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {  
      
        if (obj != null && obj instanceof Constant) {  
            return this.value == ((Constant) obj).value;  
        }  
        return false;  
    }  
      
    @Override
    public int hashCode() {  
        return this.toString().hashCode();  
    }  
      
    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {  
      
        return value;  
    }  
      
    @Override
    public String toString() {  
        return new Boolean(value).toString();  
    }  
      
}
 
  一个Variable对象代表一个有名变量
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package com.bankht.Interpreter;  
      
/** 
 * @author: 特种兵—AK47 
 * @创建时间:2012-7-3 下午03:10:16 
 *  
 * @类说明 :一个Variable对象代表一个有名变量 
 */
public class Variable extends Expression {  
      
    private String name;  
      
    public Variable(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
      
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {  
      
        if (obj != null && obj instanceof Variable) {  
            return this.name.equals(((Variable) obj).name);  
        }  
        return false;  
    }  
      
    @Override
    public int hashCode() {  
        return this.toString().hashCode();  
    }  
      
    @Override
    public String toString() {  
        return name;  
    }  
      
    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {  
        return ctx.lookup(this);  
    }  
      
}
 
  代表逻辑“与”操作的And类,表示由两个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出一个新的布尔表达式的操作
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package com.bankht.Interpreter;  
      
/** 
 * @author: 特种兵—AK47 
 * @创建时间:2012-7-3 下午03:10:55 
 *  
 * @类说明 :代表逻辑“与”操作的And类,表示由两个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出一个新的布尔表达式的操作 
 */
public class And extends Expression {  
      
    private Expression left, right;  
      
    public And(Expression left, Expression right) {  
        this.left = left;  
        this.right = right;  
    }  
      
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {  
        if (obj != null && obj instanceof And) {  
            return left.equals(((And) obj).left) && right.equals(((And) obj).right);  
        }  
        return false;  
    }  
      
    @Override
    public int hashCode() {  
        return this.toString().hashCode();  
    }  
      
    @Override
    public boolean interpret(Context ctx) {  
      
        return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx);  
    }  
      
    @Override
    public String toString() {  
        return "(" + left.toString() + " AND " + right.toString() + ")";  
    }  
      
}
 
 代表逻辑“或”操作的Or类,代表由两个布尔表达式通过逻辑“或”操作给出一个新的布尔表达式的操作

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