设计模式实现（二十三）--- 解释器模式(interpreter)

解释器模式（interpreter），给定一个语言，定义它的问法的一种表示，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，那么可能就值得该问题的各个势力表达为一个简单语句中的句子。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。

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;

//Context,包含解释器之外的一些全局信息
class Context
{
private:
string input;
string output;
public:
string getInput()
{
return input;
}
string getOutput()
{
return output;
}
void setInput(string input)
{
this->input = input;
}
void setOutput(string output)
{
this->output = output;
}
};

//AbstractExpression（抽象表达式）,声明一个抽象的解释操作，这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享。
class AbstractExpression
{
public:
virtual void Interpret(Context &context) = 0;
};
//TerminalExpression(终结符表达式)，实现与文法中的终结符相关联的解释操作。实现抽象表达式中所要求的接口，主要是一个interpret()方法。文法中每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应
class TerminalExpression : public AbstractExpression
{
public:
void Interpret(Context &context)
{
cout << "终端解释器" << endl;
}
};
//NonTerminalExpression(非终结符表达式)，为文法中的非终端符实现解释操作，
//对文中每一条规则R1，R2……Rn都需要一个具体的非终结符表达式类。通过实现抽象表达式的
//interpret()方法实现解释操作。解释操作以递归方式调用上面所提到的代表R1，R2……Rn中各个符号的实例变量
//
class NonTerminalExpression : public AbstractExpression
{
public:
void Interpret(Context &context)
{
cout << "非终端解释器" << endl;
}
};

//客户端代码，构建表示该文法定义的语言中一个特定的句子的抽象语法树。
int main()
{
Context context;
list<AbstractExpression *> Expressionlist;
TerminalExpression t1,t2,t3;
NonTerminalExpression nt1;
Expressionlist.push_back(&t1);
Expressionlist.push_back(&t2);
Expressionlist.push_back(&nt1);
Expressionlist.push_back(&t3);

list<AbstractExpression *>::iterator iter = Expressionlist.begin();
while(iter!=Expressionlist.end())
{
(*iter)->Interpret(context);
iter++;
}
return 1;
}

当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子作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节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。
比如对一个及机器人说“哥们儿，向前走10步，然后向左转90度，再向前走5步”，如果要让机器人知道你在说什么，解释器就必须对“哥们儿” ，“向前走” “10步” ”然后“ ”向左转“等语句作出解释。
解释器模式也有不足，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。