【Java 设计模式】行为型之解释器模式

本文介绍: 解释器模式是一种行为型设计模式，用于定义语言的文法规则，并提供解释器来解释符合规则的语句。解释器模式的核心思想是将语言的文法表示为一个解释器，并通过解释器来解释执行语句。解释器模式通常包含两个主要角色：抽象表达式（Abstract Expression）和具体表达式（Concrete Expression）。声明一个抽象的解释操作，由具体表达式来实现实现抽象表达式的解释操作，并对语句进行解释执行解释器模式是一种用于定义语言的文法规则，并提供解释器来解释执行语句的设计模式。

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解释器模式（Interpreter Pattern）是一种行为型设计模式，用于定义语言的文法规则，并提供解释器来解释符合规则的语句。解释器模式通过定义语言的文法表示，使得可以解释执行特定语言的语句。在本文中，我们将深入研究Java中解释器模式的定义、结构、使用场景以及如何在实际开发中应用。

1. 定义

解释器模式是一种行为型设计模式，用于定义语言的文法规则，并提供解释器来解释符合规则的语句。解释器模式的核心思想是将语言的文法表示为一个解释器，并通过解释器来解释执行语句。解释器模式通常包含两个主要角色：抽象表达式（Abstract Expression）和具体表达式（Concrete Expression）。

抽象表达式（Abstract Expression）： 声明一个抽象的解释操作，由具体表达式来实现
具体表达式（Concrete Expression）： 实现抽象表达式的解释操作，并对语句进行解释执行

2. 应用场景

解释器模式通常在以下场景中使用：

需要定义一种语言的文法规则：

当需要定义一种语言的文法规则，以支持对语句进行解释时，可以使用解释器模式
语言的文法规则相对简单：

当语言的文法规则相对简单，可以通过有限数量的表达式来表示时，可以使用解释器模式
语言的语句经常变化：

当语言的语句经常变化，需要灵活支持新的语句时，可以使用解释器模式

3. 代码实现

下面通过一个简单的例子来演示解释器模式的实现。假设有一个简单的规则引擎，我们可以使用解释器模式来解释执行规则。

抽象表达式 – 规则表达式 RuleExpression

package com.cheney.demo;

interface RuleExpression {
    boolean interpret(String context);
}

具体表达式 – 等于表达式 EqualsExpression

package com.cheney.demo;

class EqualsExpression implements RuleExpression {
    private String value;

    public EqualsExpression(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public boolean interpret(String context) {
        return context.equals(value);
    }
}

具体表达式 – 或表达式 OrExpression

package com.cheney.demo;

class OrExpression implements RuleExpression {
    private RuleExpression expression1;
    private RuleExpression expression2;

    public OrExpression(RuleExpression expression1, RuleExpression expression2) {
        this.expression1 = expression1;
        this.expression2 = expression2;
    }

    @Override
    public boolean interpret(String context) {
        return expression1.interpret(context) || expression2.interpret(context);
    }
}

客户端启动器 Main

package com.cheney.demo;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用解释器模式实现规则引擎
        RuleExpression re1 = new EqualsExpression("A");
        RuleExpression re2 = new EqualsExpression("B");
        RuleExpression re3 = new EqualsExpression("C");

        // 构建规则：A 或 (B 和 C)
        RuleExpression rule = new OrExpression(re1, new AndExpression(re2, re3));

        // 测试规则
        // true
        System.out.println("规则 A: " + rule.interpret("A"));
        // false
        System.out.println("规则 B: " + rule.interpret("B"));
        // false
        System.out.println("规则 C: " + rule.interpret("C"));
        // true
        System.out.println("规则 A, B, C: " + rule.interpret("A, B, C"));
    }
}

在上述例子中，RuleExpression 是抽象表达式接口，声明了一个解释操作。EqualsExpression 是具体表达式，实现了抽象表达式的解释操作，并对语句进行解释执行。OrExpression 是一个复合表达式，实现了抽象表达式的解释操作，并将解释操作委托给具体的子表达式。在客户端中，我们使用解释器模式实现了一个简单的规则引擎，通过构建不同的表达式组合，可以实现灵活的规则解释。

结语

解释器模式是一种用于定义语言的文法规则，并提供解释器来解释执行语句的设计模式。通过使用解释器模式，可以实现灵活的语法解释，使得系统可以动态地支持不同的语句。在实际开发中，解释器模式常被用于实现脚本语言的解释器、规则引擎等场景。通过合理使用解释器模式，可以提高系统的可扩展性和可维护性。

【Java 设计模式】系列《23 种设计模式》与《7 大设计原则》总纲
🚩设计原则
✨单一职责原则（SRP）规定一个类应该只有一个引起变化的原因
✨开放/封闭原则（OCP）表明软件实体应该是可以扩展的，但是不可修改的
✨里氏替换原则（LSP）强调派生类必须能够替代其基类而不引起程序错误
✨依赖倒置原则（DIP）倡导高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象
✨接口隔离原则（ISP）提倡一个类不应该被强迫依赖它不使用的接口
✨合成/聚合复用原则（CARP）建议尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承
✨迪米特法则（LoD）规定一个对象应该对其他对象有最少的了解

🚀创建型设计模式
✨单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局点
✨工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪一个类
✨抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类
✨建造者模式将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
✨原型模式通过复制现有的对象来创建新对象，而不是从头开始创建

🚀结构型设计模式
✨适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口
✨桥接模式将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化
✨组合模式将对象以树形结构组合以表示“部分-整体”的层次结构
✨装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责
✨外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面
✨代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
✨享元模式用共享的方式高效地支持大量小粒度对象

🚀行为型设计模式
✨观察者模式定义对象间的一对多依赖，当一个对象改变状态，所有依赖者都会受到通知并自动更新
✨策略模式定义一系列算法，将它们封装起来，并且使它们可以相互替换
✨命令模式将请求封装成对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化
✨状态模式允许对象在其内部状态改变时改变它的行为
✨责任链模式为解除请求的发送者和接收者之间的耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求
✨访问者模式将算法与对象结构分离，并且可以在不改变对象结构的前提下定义新的操作
✨中介者模式用一个中介对象来封装一系列的对象交互
✨备忘录模式在不破坏封装的情况下，捕获对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态
✨迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示
✨模版方法模式定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中
✨解释器模式定义一个语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子