对编程语言感兴趣？解释器模式帮你定义语言的语法，并为你提供解析执行的方式，轻松理解语言规则。

在学习新编程语言时，我们常常需要理解其语法和规则。你可能会觉得，这些语法规则看似复杂，但实际上，它们只是一些固定的规则集。解释器模式就是为了解决这个问题而诞生的，它帮助我们定义一个语言的语法，并通过解释器逐步解析并执行这些语法规则。

趣味解读：语言翻译官

想象你正身处一个外国，完全听不懂周围人说的话。于是，你聘请了一位翻译官，每当别人说话时，翻译官会根据他所了解的语言规则将外国话翻译成你能理解的语言。翻译官并不直接生成新语言，而是根据既定的语法规则来翻译和执行每一句话。

这正是解释器模式的核心。它就像这个翻译官，把一些看似复杂的语言表达翻译成计算机能够理解并执行的指令。你只需关注语法规则和翻译过程，而不必担心如何在底层执行这些指令。

Java代码案例：解释器模式 - 简单的算术表达式解析

假设我们需要设计一个计算简单数学表达式的解释器，支持加法和减法。我们将定义一组语法规则，并通过解释器逐步执行这些规则。

// 1. 抽象表达式类
interface Expression {
    int interpret();
}
​
// 2. 终结符表达式类 - 数字
class Number implements Expression {
    private int value;
​
    public Number(int value) {
        this.value = value;
    }
​
    @Override
    public int interpret() {
        return value;
    }
}
​
// 3. 非终结符表达式类 - 加法
class Add implements Expression {
    private Expression left;
    private Expression right;
​
    public Add(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
​
    @Override
    public int interpret() {
        return left.interpret() + right.interpret();
    }
}
​
// 4. 非终结符表达式类 - 减法
class Subtract implements Expression {
    private Expression left;
    private Expression right;
​
    public Subtract(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
​
    @Override
    public int interpret() {
        return left.interpret() - right.interpret();
    }
}
​
// 5. 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 表达式: 3 + 5 - 2
        Expression three = new Number(3);
        Expression five = new Number(5);
        Expression two = new Number(2);
​
        Expression add = new Add(three, five);  // 3 + 5
        Expression subtract = new Subtract(add, two);  // (3 + 5) - 2
​
        // 计算结果
        System.out.println("结果: " + subtract.interpret());  // 6
    }
}

解析：

  • 抽象表达式：Expression 是一个接口，定义了 interpret() 方法，每个具体的表达式类都需要实现这个方法，用于解释该表达式并返回结果。

  • 终结符表达式：Number 类表示数字，它的 interpret() 方法直接返回数字的值。

  • 非终结符表达式：Add 和 Subtract 类表示加法和减法操作，它们分别接收两个表达式作为参数，通过解释左边和右边的表达式并进行计算，返回结果。

运行结果：

结果: 6

实际应用场景：

  1. 编程语言解析器：解释器模式的一个经典应用就是设计编程语言的解析器。每个编程语言都需要定义语法规则，而解释器模式正是将这些规则通过抽象表达式类定义出来，能够逐步解析和执行程序。

  2. SQL查询解析：在数据库查询中，SQL语句需要被解析并执行。解释器模式可以帮助我们定义SQL语句的语法规则，并通过解释器逐步执行这些规则，最终查询出数据。

  3. 表达式计算器：在一些应用中，用户可能需要输入数学公式或自定义表达式并计算结果。解释器模式非常适合实现这类需求。通过定义语法规则，我们可以轻松解析和计算用户输入的表达式。

  4. 规则引擎：在一些系统中，我们可能需要根据预定义的规则执行特定的操作。解释器模式能够帮助我们定义和执行这些规则，从而实现灵活的行为控制。

总结：

解释器模式通过定义语言的语法规则和解释机制，使得我们可以轻松解析和执行复杂的表达式。无论是编程语言、数据库查询，还是数学公式，解释器模式都能帮助我们以一种清晰、灵活的方式处理这些任务。通过将表达式封装成对象并递归解析，我们可以实现强大的表达式求值功能，同时也提高了系统的可扩展性和灵活性。