20230430 27. 解释器模式 - 音符

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。

比方说，我们常常会在字符串中搜索匹配的字符或判断一个字符串是否符合我们规定的格式，此时一般我们会用正则表达式

通常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

当然不是那么简单了，解释器模式也有不足的，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

代码示例

Context

@Data
public class PlayContext {
    private String playText;
}

Expression

public abstract class Expression {
    public void interpret(PlayContext context) {
        String playText = context.getPlayText();
        if (playText.length() == 0) {
            return;
        }

        String playKey = playText.substring(0, 1);

        String newPlayText = playText.substring(2);
        context.setPlayText(newPlayText);

        String playValueStr = newPlayText.substring(0, newPlayText.indexOf(" "));
        context.setPlayText(context.getPlayText().substring(newPlayText.indexOf(" ") + 1));
        double playValue = Double.parseDouble(playValueStr);

        this.execute(playKey, playValue);


    }

    public abstract void execute(String playKey, double playValue);
}

Expression 实现类

/**
 * 音符
 */
public class Note extends Expression {
    @Override
    public void execute(String playKey, double playValue) {
        String note = "";
        switch (playKey) {
            case "C":
                note = "1";
                break;
            case "D":
                note = "2";
                break;
            case "E":
                note = "3";
                break;
            case "F":
                note = "4";
                break;
            case "G":
                note = "5";
                break;
            case "A":
                note = "6";
                break;
            case "B":
                note = "7";
                break;
        }
        System.out.print(note + " ");
    }
}


/**
 * 音阶
 */
public class Scale extends Expression {

    @Override
    public void execute(String playKey, double playValue) {
        String scale = "";
        switch ((int) playValue) {
            case 1:
                scale = "低音";
                break;
            case 2:
                scale = "中音";
                break;
            case 3:
                scale = "高音";
                break;
        }

        System.out.print(scale + " ");
    }
}


/**
 * 音速
 */
public class Speed extends Expression {
    @Override
    public void execute(String playKey, double playValue) {
        String speed = "";
        if (playValue < 500) {
            speed = "快速";
        } else if (playValue >= 1000) {
            speed = "慢速";
        } else {
            speed = "中速";
        }

        System.out.print(speed + " ");
    }
}

客户端

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String playText =
                "T 500 O 2 E 0.5 G 0.5 A 3 E 0.5 G 0.5 D 3 E 0.5 G 0.5 A 0.5 O 3 C 1 O 2 A 0.5 G 1 C 0.5 E 0.5 D 3 ";
        PlayContext context = new PlayContext();
        context.setPlayText(playText);

        Expression expression = null;
        while (context.getPlayText().length() > 0) {
            String str = context.getPlayText().substring(0, 1);
            switch (str) {
                case "O":
                    expression = new Scale();
                    break;
                case "C":
                case "D":
                case "E":
                case "F":
                case "G":
                case "A":
                case "B":
                case "P":
                    expression = new Note();
                    break;
                case "T":
                    expression = new Speed();
                    break;

            }

            expression.interpret(context);
        }
    }
}