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www.ChinaSA.info www.ChinaSA.info Design Patterns 解释器模式 刘 伟 (Sunny) weiliu_china@126.com 大纲 解释器模式概述 文法规则和抽象语法树 解释器模式的结构与实现 解释器模式的应用实例 解释器模式的优缺点与适用环境 要不要弄个新的编程语言玩玩？ 解释器模式概述 加法/减法解释器示意图 解释器模式概述 分析 C#语言无法直接解释类似“1 + 2 + 3 – 4 + 1”这样的字符串 定义一套文法规则来实现对这些语句的解释，即设计一个自定义语言 基于现有的编程语言 ? 面向对象编程语言 ? 解释器模式 解释器模式概述 解释器模式的定义 类行为型模式 解释器模式：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。 Interpreter Pattern: Given a language, define a representation for its grammar along with an interpreter that uses the representation to interpret sentences in the language. 解释器模式概述 解释器模式的定义 在解释器模式的定义中所指的“语言”是使用规定格式和语法的代码 是一种使用频率相对较低但学习难度相对较大的设计模式，用于描述如何使用面向对象语言构成一个简单的语言解释器 能够加深对面向对象思想的理解，并且理解编程语言中文法规则的解释过程 文法规则和抽象语法树 文法规则 1 + 2 + 3 – 4 + 1 “::=”表示“定义为” “|”表示“或” “{”和“}”表示“组合” “*”表示“出现0次或多次” expression ::= value | operation operation ::= expression + expression | expression - expression value ::= an integer //一个整数值 文法规则和抽象语法树 抽象语法树 抽象语法树(Abstract Syntax Tree, AST) 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类和非终结符类 非终结符表达式 终结符表达式 解释器模式的结构与实现 解释器模式的结构 解释器模式的结构与实现 解释器模式的结构 解释器模式包含以下4个角色： AbstractExpression（抽象表达式） TerminalExpression（终结符表达式） NonterminalExpression（非终结符表达式） Context（环境类） 解释器模式的结构与实现 解释器模式的实现 典型的抽象表达式类代码： abstract class AbstractExpression { public abstract void Interpret(Context ctx); } 解释器模式的结构与实现 解释器模式的实现 典型的终结符表达式类代码： class TerminalExpression : AbstractExpression { public override void Interpret(Context ctx) { //终结符表达式的解释操作 } } 解释器模式的结构与实现 解释器模式的实现 典型的非终结符表达式类代码： class NonterminalExpression : AbstractExpression { private AbstractExpression left; private AbstractExpression right; public NonterminalExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) { this.left = left; this.right = right; } public override 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 } } 解释器模式的结构与实现 解释器模式的实现 环境类Context： 用于存储一些全局信息，一般包含一个Hashtable或List等类型的集合对象（也可以直接由Hashtable等集合类充当环境类），