解释器模式

解释器模式是一种行为型设计模式，它可以用来定义和解释一种语言的文法，并根据文法对句子进行解释。解释器模式通常用于编译器，表达式计算，正则表达式，机器人等领域。

它的基本思想是为每个符号（终结符或非终结符）创建一个类，然后使用这些类来构建抽象语法树。

在Java中，解释器模式的实现可以参考以下步骤：

1. 定义一个抽象表达式接口（AbstractExpression），声明一个抽象的解释方法，参数是一个上下文对象（Context）。
2. 定义一个终结符表达式类（TerminalExpression），实现抽象表达式接口，表示语言中的基本元素。
3. 定义一个非终结符表达式类（NonterminalExpression），实现抽象表达式接口，表示语言中的复合元素。
4. 定义一个上下文类（Context），封装一些全局信息，如变量映射等。
5. 定义一个客户端类（Client），构建一个抽象语法树，调用抽象表达式的解释方法得到结果。

 

下面是一个简单的Java程序，使用解释器模式来实现一个简单的算术表达式求值：

在这段代码中，定义了一个**表达式接口**，它有一个interpret()方法，用于返回表达式的值。然后定义了五个实现了表达式接口的类：Number、Add、Subtract、Multiply和Divide，分别表示数字、加法、减法、乘法和除法。每个类都有自己的构造方法和interpret()方法的实现。

最后，在测试类中，创建了一些复合表达式对象，并调用它们的interpret()方法来计算表达式的值。

// 定义一个抽象表达式接口
interface Expression {
int interpret();
}

// 定义一个数字类，实现表达式接口
class Number implements Expression {
private int value;

public Number(int value) {
this.value = value;
}

@Override
public int interpret() {
return value;
}
}

// 定义一个加法类，实现表达式接口
class Add implements Expression {
private Expression left;
private Expression right;

public Add(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}

@Override
public int interpret() {
return left.interpret() + right.interpret();
}
}

// 定义一个减法类，实现表达式接口
class Subtract implements Expression {
private Expression left;
private Expression right;

public Subtract(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}

@Override
public int interpret() {
return left.interpret() - right.interpret();
}
}

// 定义一个乘法类，实现表达式接口
class Multiply implements Expression {
private Expression left;
private Expression right;

public Multiply(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}

@Override
public int interpret() {
return left.interpret() * right.interpret();
}
}

// 定义一个除法类，实现表达式接口
class Divide implements Expression {
private Expression left;
private Expression right;

public Divide(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}

@Override
public int interpret() throws ArithmeticException{
if (right.interpret() ==0){
throw new ArithmeticException("除数不能为零");
}
return left.interpret() /right.interpret();
}
}

// 定义一个测试类，创建并解释一些简单的算术表达式

public class InterpreterTest {

public static void main(String[] args) {

// 创建一些数字对象

Number one = new Number(1);
Number two = new Number(2);
Number three = new Number(3);
Number four = new Number(4);

// 创建一些复合表达式对象

Add add1 = new Add(one,two); // 表示1+2
Subtract sub1= new Subtract(three,four); // 表示3-4
Multiply mul1= new Multiply(add1,sub1); // 表示(1+2)*(3-4)
Divide div1= new Divide(mul1,two); // 表示((1+2)*(3-4))/2

// 调用interpret方法求值

System.out.println(div1.interpret()); // 输出-3

}
}