设计模式-Note10-领域问题类

Interpreter

解析器

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

解决什么问题

在软件构建过程中，如果某一特定领域的问题比较复杂，类似的结构不断重复出现，如果使用普通的编程方式来实现将面临非常频繁的变化。

在这种情况下，将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子，然后构建一个解释器来解释这样的句子，从而达到解决问题的目的。

结构

要点总结

1. Interpreter模式的应用场合是Interpreter模式应用中的难点，只有满足”业务规则频繁变化，且类似的结构不断重复出现，并且容易抽象为语法规则的问题“才适合使用Interpreter模式。
2. 使用Interpreter模式来表示文法规则，从而可以使用面向对象技巧来方便地“扩展”文法。
3. Interpreter模式比较适合简单的文法表示，对于复杂的文法表示，Interpreter模式会产生比较大的类层次结构，需要求求助于语法分析生成器这样的标准工具。

示例

class Expression {
public:
    virtual int interpreter(map<char, int> var) = 0;
    virtual ~Expression() {}
};

// 变量表达式
class VarExpression : public Expression {
private:
    char key;
public:
    VarExpression(const char& key) {
        this->key = key;
    }

    int interpreter(map<char, int> var) override {
        return var[key];
    }
};

// 符号表达式
class SymbolExpression : public Expression {
protected:
    Expression* left;
    Expression* right;
public:
    SymbolExpression(Expression* left, Expression* right) : left(left), right(right) {

    }
};

// 加法运算
class AddExpression : public SymbolExpression {
public:
    AddExpression(Expression* left, Expression* right) : SymbolExpression(left, right) {

    }

    int interpreter(map<char, int> var) override {
        return left->interpreter(var) + right->interpreter(var);
    }
};

// 减法运算
class SubExpression : public SymbolExpression {
public:
    SubExpression(Expression* left, Expression* right) : SymbolExpression(left, right) {

    }

    int interpreter(map<char, int> var) override {
        return left->interpreter(var) - right->interpreter(var);
    }
};

Expression* analyse(string expStr) {
    stack<Expression*> expStack;
    Expression* left = nullptr;
    Expression* right = nullptr;
    
    for (int i = 0; i < expStr.length(); i++) {
        switch (expStr[i]) {
            case '+':
                // 加法
                left = expStack.top();
                right = new VarExpression(expStr[++i]);
                expStack.push(new AddExpression(left, right));
                break;
            case '-':
                // 减法
                left = expStack.top();
                right = new VarExpression(expStr[++i]);
                expStack.push(new SubExpression(left, right));
                break;
            default:
                expStack.push(new VarExpression(expStr[i]));
        }
    }

    Expression* expression = expStack.top();
    return expression;
}

void release(Expression* expression) {
    // 释放树节点内存

}

void process() {
    string expStr = "a+b-c+d";
    map<char, int> var;
    var['a'] = 5;
    var['b'] = 2;
    var['c'] = 1;
    var['d'] = 6;

    Expression* expression = analyse(expStr);

    int result = expression->interpreter(var);

    cout << result << endl;
}