解释器模式案例
一、 模式定义
所谓解释器模式就是定义语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子。提供了评估语言的语法或表达式的方式，它属于行为型模式。这种模式实现了一个表达式接口，该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。
解释器模式描述了如何构成一个简单的语言解释器，主要应用在使用面向对象语言开发的编译器中。它描述了如何为简单的语言定义一个文法，如何在该语言中表示一个句子，以及如何解释这些句子。
在解释器模式中除了能够使用文法规则来定义一个语言，还有通过一个更加直观的方法来表示——使用抽象语法树。抽象语法树能够更好地，更直观地表示一个语言的构成，每一颗抽象语法树对应一个语言实例。
在这里我们将语言理解成使用规定格式和语法的代码。
在前面我们知道可以构建解释器来解决那些频繁发生的某一特定类型的问题，在这我们将这些问题的实例表述为一个语言中句子。例如我经常利用正则表达式来检测某些字符串是否符合我们规定的格式。这里正则表达式就是解释器模式的应用，解释器为正则表达式定义了一个文法，如何表示一个特定的正则表达式，以及如何解释这个正则表达式。
二、 模式结构
AbstractExpression: 抽象表达式。声明一个抽象的解释操作，该接口为抽象语法树中所有的节点共享。
TerminalExpression: 终结符表达式。实现与文法中的终结符相关的解释操作。实现抽象表达式中所要求的方法。文法中每一个终结符都有一个具体的终结表达式与之相对应。
NonterminalExpression: 非终结符表达式。为文法中的非终结符相关的解释操作。
Context: 环境类。包含解释器之外的一些全局信息。
Client: 客户类。
抽象语法树描述了如何构成一个复杂的句子，通过对抽象语法树的分析，可以识别出语言中的终结符和非终结符类。 在解释器模式中由于每一种终结符表达式、非终结符表达式都会有一个具体的实例与之相对应，所以系统的扩展性比较好。
三、 模式实现
典型的抽象表达式类实现代码：
public abstract class AbstractExpression
{
public abstract void interpret(Context ctx);
}
典型的终结符表达式类实现代码：
public class TerminalExpression extends AbstractExpression
{
public void interpret(Context ctx)
{
//对于终结符表达式的解释操作
}
}
public class NonterminalExpression extends AbstractExpression
{
private AbstractExpression left;
private AbstractExpression right;
public NonterminalExpression(AbstractExpression left,AbstractExpression right)
{
this.left=left;
this.right=right;
}
public void interpret(Context ctx)
{
//递归调用每一个组成部分的interpret()方法
//在递归调用时指定组成部分的连接方式，即非终结符的功能
}
}
public class Context
{
private HashMap map = new HashMap();
public void assign(String key, String value)
{
//往环境类中设值
}
public String lookup(String key)
{
//获取存储在环境类中的值
}
}
首先输入一个加减或乘除的运算公式，比如a+b-c+a或a*b/c*a，再给每个参数赋值，最后根据公式完成运算并得到结果。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。
四、 模式优缺点
优点：
1、可扩展性比较好，灵活。
2、增加了新的解释表达式的方式。
3、易于实现文法。
缺点：
1、执行效率比较低，可利用场景比较少。
2、对于复杂的文法比较难维护
五、 模式适用场景
1、可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。
2、一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。
3、文法较为简单。
六、 模式总结
1、在解释器模式中由于语法是由很多类表示的，所以可扩展性强。
2、虽然解释器的可扩展性强，但是如果语法规则的数目太大的时候，该模式可能就会变得异常复杂。所以解释器模式适用于文法较为简单的。
3、解释器模式可以处理脚本语言和编程语言。常用于解决某一特定类型的问题频繁发生情况。
4、应用实例如编译器、运算表达式计算等。但可利用场景比较少，JAVA 中如果碰到可以用 expression4J 代替。
5、主要解决对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。给定一个语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。
6、目前比较流行的自然语言识别其实就是解释器模式，如何实现自然语言的分析就好比计算器对于表达式的分析，按照一定规则进行运算，最后得出想要的答案。