设计模式之解释器模式

【原文转自】http://blog.csdn.net/freshow/article/details/5772307

解释器模式（interpreter），给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

解释器模式需要解决的是，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。当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。用了解释器模式，就意味着可以很容易地改变和扩展文法，因为该模式使用类来表示文法规则，你可使用继承来改变或扩展该文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。

 

解释器模式不足的是，解释器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法非常复杂时，使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

 

解释器模式（interpreter）结构图

 

 

 

实际应用

工程结构：

（1）音乐解释器 playContext.h、expression.h、note.h、scale.h、speed.h

（2）客户端       InterpreterApp.cpp

 

（1）音乐解释器 

playContext.h

 

/************************************************************************
 * description: 演奏内容
 * remark:
************************************************************************/
#ifndef _PLAY_CONTEXT_H_
#define _PLAY_CONTEXT_H_
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
class playContext
{
public:
    string getPlayText()
    {
        return m_strText;
    }
    void setPlayText(const string& strText)
    {
        m_strText = strText;
    }
private:
    string m_strText;
};
#endif// _PLAY_CONTEXT_H_

 

expression.h

/************************************************************************
 * description: 表达式类
 * remark:
************************************************************************/
#ifndef _EXPRESSION_H_
#define _EXPRESSION_H_
#include "playContext.h"
class expression
{
public:
    // 解释器
    void interpret(playContext& PlayContext)
    {
        if (PlayContext.getPlayText().empty())
        {
            return;
        }
        else
        {
            string strPlayKey = PlayContext.getPlayText().substr(0, 1);
            string strtemp = PlayContext.getPlayText().substr(2);
            PlayContext.setPlayText(strtemp);

            size_t nPos = PlayContext.getPlayText().find(" ");
            string strPlayValue = PlayContext.getPlayText().substr(0, nPos);
            int    nPlayValue = atoi(strPlayValue.c_str());
            nPos = PlayContext.getPlayText().find(" ");
            PlayContext.setPlayText(PlayContext.getPlayText().substr(nPos + 1));
            excute(strPlayKey, nPlayValue);
        }
    }
    // 执行
    virtual void excute(string& strKey, const int nValue) = 0;
private:
};
#endif// _EXPRESSION_H_

 

 

note.h

/************************************************************************
 * description: 音符类
 * remark:
************************************************************************/
#ifndef _NOTE_H_
#define _NOTE_H_
#include "expression.h"
class note : public expression
{
public:
    virtual void excute(string& strKey, const int nValue)
    {
        char szKey[2];
        strncpy(szKey, strKey.c_str(), strKey.length());
        string strNote;
        switch (szKey[0])
        {
        case 'C':
            strNote = "1";
            break;
        case 'D':
            strNote = "2";
            break;
        case 'E':
            strNote = "3";
            break;
        case 'F':
            strNote = "4";
            break;
        case 'G':
            strNote = "5";
            break;
        case 'A':
            strNote = "6";
            break;
        case 'B':
            strNote = "7";
            break;
        default:
            strNote = "error";
            break;
        }
        cout << strNote << " ";
    }
};
#endif// _NOTE_H_

 

 

scale.h

/************************************************************************
 * description: 音阶类
 * remark:
************************************************************************/
#ifndef _SCALE_H_
#define _SCALE_H_
#include "expression.h"
class scale : public expression
{
public:
    virtual void excute(string& strKey, const int nValue)
    {
        string strScale;
        switch (nValue)
        {
        case 1:
            strScale = "低音";
            break;
        case 2:
            strScale = "中音";
            break;
        case 3:
            strScale = "高音";
            break;
        default:
            strScale = "error";
            break;
        }
        cout << strScale << " ";
    }
private:
};
#endif// _SCALE_H_

 

 

speed.h

#ifndef _SPEED_H_
#define _SPEED_H_
#include "expression.h"
class speed : public expression
{
public:
    virtual void excute(string& strKey, const int nValue)
    {
        string strSpeed;
        if (nValue < 3)
        {
            strSpeed = "快速";
        }
        else if (nValue >= 6)
        {
            strSpeed = "慢速";
        }
        else
        {
            strSpeed = "中速";
        }
        cout << strSpeed << " ";
    }
};
#endif// _SPEED_H_

 

 

（2）客户端       InterpreterApp.cpp

// InterpreterApp.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include "note.h"
#include "scale.h"
#include "speed.h"
#include "playContext.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    playContext context;
    cout << "Music:";

    context.setPlayText("T 2 O 2 E 3 G 5 G 5 ");
    expression* expressObj = NULL;

    while (!context.getPlayText().empty())
    {
        string strSep = context.getPlayText().substr(0, 1);
        char szKey[2];
        strncpy(szKey, strSep.c_str(), strSep.length());
        switch (szKey[0])
        {
        case 'O':
            expressObj = new scale();
            break;
        case 'T':
            expressObj = new speed();
            break;
        case 'C':
        case 'D':
        case 'E':
        case 'F':
        case 'G':
        case 'A':
        case 'B':
        case 'P':
            expressObj = new note();
            break;
        default:
            break;
        }
        if (NULL != expressObj)
        {
            expressObj->interpret(context);
        }
    }
    system("pause");
    return 0;
}