(三)行为型模式:3、解释器模式(Interpreter Pattern)(C++示例)

目录

1、解释器模式(Interpreter Pattern)含义

2、解释器模式的UML图学习

3、解释器模式的应用场景

4、解释器模式的优缺点

5、C++实现解释器模式的实例


1、解释器模式(Interpreter Pattern)含义

解释器模式(Interpreter Pattern),给定一个语言,定义它的方法的一种表示,并定义一个解释器,这个解释适使用该表示来解释语言中的句子。【DP】

解释器模式(Interpreter Pattern)是一种行为型设计模式,它定义了一种语言的文法,并且建立一个解释器来解释该语言中的句子。通过使用解释器模式,可以将一个复杂的问题分解成一系列简单的表达式,然后通过解释器逐个解释这些表达式。

2、解释器模式的UML图学习

 

解释器模式主要包含以下几个角色:

(1)抽象表达式(Abstract Expression):声明了一个抽象的解释操作,所有具体表达式都必须实现这个接口。

(2)终结符表达式(Terminal Expression):表示语法规则中的终结符,它是解释器模式中最基本的元素。

(3)非终结符表达式(Non-terminal Expression):表示语法规则中的非终结符,它由终结符和其他非终结符组成。

(4)上下文(Context):包含解释器之外的一些全局信息。

3、解释器模式的应用场景

(1)当有一个语言需要解释执行,并且可以将该语言的句子表示为一个抽象语法树时。

(2)当需要对语言进行扩展或修改时,可以考虑使用解释器模式。

4、解释器模式的优缺点

(1)优点:

        1)可扩展性:可以方便地增加新的表达式和解释器。

        2)易于实现语法规则:可以通过解释器模式直接定义语法规则,而无需使用复杂的编译器或解析器。

(2)缺点

        1)可能导致类的数量增加:每个文法规则都需要一个具体的表达式类,可能会导致类的数量过多。

        2)可能导致性能问题:解释器模式通常使用递归调用来解释表达式,可能会导致性能问题。

5、C++实现解释器模式的实例


#include <iostream>
#include <unordered_map>// 抽象表达式
class Expression 
{
public:virtual int interpret(std::unordered_map<char, int>& context) = 0;
};// 终结符表达式
class TerminalExpression : public Expression 
{
private:char variable;public:TerminalExpression(char var) : variable(var) {}int interpret(std::unordered_map<char, int>& context) override {return context[variable];}
};// 非终结符表达式
class NonterminalExpression : public Expression 
{
private:Expression* left;Expression* right;public:NonterminalExpression(Expression* l, Expression* r) : left(l), right(r) {}int interpret(std::unordered_map<char, int>& context) override {return left->interpret(context) + right->interpret(context);}
};int main() 
{std::unordered_map<char, int> context;context['a'] = 5;context['b'] = 10;// 构建语法树Expression* expression = new NonterminalExpression(new TerminalExpression('a'),new TerminalExpression('b'));// 解释执行表达式int result = expression->interpret(context);std::cout << "解释结果: " << result << std::endl;delete expression;return 0;
}

在上述示例中,抽象表达式(Expression)定义了一个抽象的解释操作,所有具体表达式都必须实现这个接口。

终结符表达式(Terminal Expression)表示语法规则中的终结符,它是解释器模式中最基本的元素。

非终结符表达式(Non-terminal Expression)表示语法规则中的非终结符,它由终结符和其他非终结符组成。

上下文(Context)包含解释器之外的一些全局信息。

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