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行为型：十一. 解释器模式

EthanWell 2023-03-28 原文

解释器模式是什么

解释器是一种行为型设计模式，指给分析对象定义一个语言，并定义该语言的文法表示，再设计一个解析器来解释语言中的句子。也就是说，用编译语言的方式来分析应用中的实例。这种模式实现了文法表达式处理的接口，该接口解释一个特定的上下文。

为什么用解释器模式

在软件开发中，会遇到有些问题多次重复出现，而且有一定的相似性和规律性。如果将它们归纳成一种简单的语言，那么这些问题实例将是该语言的一些句子，这样就可以用“编译原理”中的解释器模式来实现了。虽然使用解释器模式的实例不是很多，但对于满足以上特点，且对运行效率要求不是很高的应用实例，如果用解释器模式来实现，其效果是非常好的。

解释器模式怎么实现

这里用解释器模式实现一个字符串加法减法的操作。

node.go

package interpreter

type Node interface {
	Interpret() int
}

add_node.go

package interpreter

type AddNode struct {
	left, right Node
}

func (n *AddNode) Interpret() int {
	return n.left.Interpret() + n.right.Interpret()
}

min_node.go

package interpreter

type MinNode struct {
	left, right Node
}

func (n *MinNode) Interpret() int {
	return n.left.Interpret() - n.right.Interpret()
}

val_node.go

package interpreter

type ValNode struct {
	val int
}

func (n *ValNode) Interpret() int {
	return n.val
}

parser.go解释器

package interpreter

import (
	"strconv"
	"strings"
)

// 解释器
type Parser struct {
	exp   []string
	index int
	prev  Node
}

func (p *Parser) Parse(exp string) {
	p.exp = strings.Split(exp, " ")

	for {
		if p.index >= len(p.exp) {
			return
		}
		switch p.exp[p.index] {
		case "+":
			p.prev = p.newAddNode()
		case "-":
			p.prev = p.newMinNode()
		default:
			p.prev = p.newValNode()
		}
	}
}

func (p *Parser) newAddNode() Node {
	p.index++
	return &AddNode{
		left:  p.prev,
		right: p.newValNode(),
	}
}

func (p *Parser) newMinNode() Node {
	p.index++
	return &MinNode{
		left:  p.prev,
		right: p.newValNode(),
	}
}

func (p *Parser) newValNode() Node {
	v, _ := strconv.Atoi(p.exp[p.index])
	p.index++
	return &ValNode{
		val: v,
	}
}

func (p *Parser) Result() Node {
	return p.prev
}

example.go

package interpreter

import "fmt"

func Example() {
	p := new(Parser)
	exp := "5 + 1 - 2"
	p.Parse(exp)

	fmt.Println(p.Result().Interpret())
}

// 4

优点

  1. 扩展性好。由于在解释器模式中使用类来表示语言的文法规则，因此可以通过继承等机制来改变或扩展文法。
  2. 容易实现。在语法树中的每个表达式节点类都是相似的，所以实现其文法较为容易。

缺点

  1. 执行效率较低。解释器模式中通常使用大量的循环和递归调用，当要解释的句子较复杂时，其运行速度很慢，且代码的调试过程也比较麻烦。
  2. 会引起类膨胀。解释器模式中的每条规则至少需要定义一个类，当包含的文法规则很多时，类的个数将急剧增加，导致系统难以管理与维护。
  3. 可应用的场景比较少。在软件开发中，需要定义语言文法的应用实例非常少，所以这种模式很少被使用到。
行为型Interpretcodeinterpreter设计模式

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