解释器模式

理论

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。

解释器模式的应用场景：

当有一个语言需要解释执行，并且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。

解释器模式的优点：

　　1. 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，可使用继承来改变和扩展该文法。

　　2. 也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点地类地实现大体类似，这些类都易于直接编写。

解释器模式的缺点：

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

实例

实现音乐解释器，定义一套规则：

T表示速度，以毫秒为单位；

O 表示音阶， O1 表示低音阶， O2 表示中音阶， O3 表示高音阶；

P 表示休止符；

C D E F G A B 表示 “Do-Re-Mi-Fa-So-La-Ti”；

音符长度1表示一拍，2表示二拍，0.5表示半拍，0.25表示四分之一拍；

所有字母和数字都要用半角空格分开。

UML类图

代码实现

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#include <iostream> #include <sstream> #include <vector> using namespace std;   //演奏内容类 class PlayContext { public:     void SetText(string _text) {         text = _text;     }     string GetText() {         return text;     } private:     string text; };   //抽象表达式类 class Expression { public:     virtual void Excute(string key, string value) = 0;     void Interpret(PlayContext* context) {         if (context->GetText().length() == 0)             return;         else {             vector<string> vs;             stringstream ss(context->GetText());  //使用字符串构造一个stringstream             //按空格分割字符串             string buf;             while (ss >> buf)                 vs.push_back(buf);             //解释前两个字符串             Excute(vs[0], vs[1]);             //拼接剩下的字符串             string tmp;             vs.erase(vs.begin(), vs.begin() + 2);             for (vector<string>::iterator it = vs.begin(); it != vs.end(); it++) {                 tmp += *it;                 if (it < vs.end() - 1)                     tmp += " ";             }             //更新字符串             context->SetText(tmp);         }     } };   //音符类 class Note :public Expression { public:     void Excute(string key, string value) {         string note = " ";         switch (key[0]) {         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;         default:             break;         }         cout << note << " ";     } };   //音阶类 class Scale :public Expression { public:     virtual void Excute(string key, string value) {         string scale = " ";         switch (value[0])         {         case'1':             scale = "低音"; break;         case'2':             scale = "中音"; break;         case'3':             scale = "高音"; break;         default:             break;         }         cout << scale << " ";     } };   //音速类 class Speed : public Expression { public:     void Excute(string key, string value)     {         int v = stoi(value);         if (v < 500)             cout << "快速 ";         else if (v > 1000)             cout << "慢速 ";         else             cout << "中速 ";     } };   int main() {     PlayContext context;     cout << "上海滩: " << endl;     context.SetText("T 600 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");     Expression* expression = NULL;     while (context.GetText().length() > 0)     {         char str = context.GetText()[0];         switch (str)         {         case'O':             expression = new Scale; break;         case'T':             expression = new Speed; break;         case'C':         case'D':         case'E':         case'F':         case'G':         case'A':         case'B':         case'P':             expression = new Note; break;         default:             break;         }         expression->Interpret(&context);         delete expression;     }     cout << endl;     return 0; }

运行结果：