解釋器模式報告

1、組員： 報告流程報告流程什么是解釋器模式什么是解釋器模式解釋器模式結(jié)構(gòu)及其中的角色解釋器模式結(jié)構(gòu)及其中的角色解釋器模式舉例解釋器模式舉例解釋器模式的優(yōu)缺點及適用情形解釋器模式的優(yōu)缺點及適用情形代碼演示代碼演示什么是解釋器模式什么是解釋器模式 解釋器模式解釋器模式 給定一個語言，定義它的文法的一種表示，并定義一給定一個語言，定義它的文法的一種表示，并定義一個解器，這個解釋器使用該表示來解釋語言中的句。個解器，這個解釋器使用該表示來解釋語言中的句。 解釋器模式是一種使用頻率相對較低但學(xué)習(xí)難度較大的設(shè)計模式，它用于描述如何使用面向?qū)ο笳Z言構(gòu)成一個簡單的語言解釋器。在某些情況下，為了更好地描述某一些特

2、定類型的問題，我們可以創(chuàng)建一種新的語言，這種語言擁有自己的表達(dá)式和結(jié)構(gòu)，即文法規(guī)則，這些問題的實例將對應(yīng)為該語言中的句子。此時，可以使用解釋器模式來設(shè)計這種新的語言。文法規(guī)則文法規(guī)則 解釋器模式描述了如何為簡單的語言定義一個文法，解釋器模式描述了如何為簡單的語言定義一個文法，如何在該語言中表示一個句子，以及如何解釋這些句子。如何在該語言中表示一個句子，以及如何解釋這些句子。例如：可以使用如下文法規(guī)則來定義：expression := value | operationoperation := expression + expression | expression - expression |

3、 expression expression | expression expressionvalue := an integer /一個整數(shù)值)(xzyxz 該文法規(guī)則包含三條語句，第一條表示表達(dá)式的組成方式，其中value和operation是后面兩個語言單位的定義，每一條語句所定義的字符串如operation和value稱為語言構(gòu)造成分或語言單位，符號“:=”表示“定義為”的意思，其左邊的語言單位通過右邊來進(jìn)行說明和定義，語言單位對應(yīng)終結(jié)符表達(dá)式和非終結(jié)符表達(dá)式。如本規(guī)則中的operation是非終結(jié)符表達(dá)式，它的組成元素仍然可以是表達(dá)式，可以進(jìn)一步分解，而value是終結(jié)符表達(dá)式，它的

4、組成元素是最基本的語言單位，不能再進(jìn)行分解。 公式中僅有兩類元素：運(yùn)算元素和運(yùn)算符號，運(yùn)算元素就是指x、y、z等符號，需要具體賦值的對象，也叫做終結(jié)符號，為什么叫終結(jié)符號呢？因為這些元素除了需要賦值外，不需要做任何處理，所有運(yùn)算元素都對應(yīng)一個具體的業(yè)務(wù)參數(shù)，這是語法中最小的單元邏輯，不可再拆分；運(yùn)算符號就是加減符號，需要我們編寫算法進(jìn)行處理，每個運(yùn)算符號都要對應(yīng)處理單元，否則公式無法運(yùn)行，運(yùn)算符號也叫做非終結(jié)符號。兩類元素的共同點是都要被解析，不同點是所有的運(yùn)算元素具有相同的功能，可以用一個類表示，而運(yùn)算符號則是需要分別進(jìn)行解釋，加法需要加法解析器，減法也需要減法解析器。抽象語法樹 在該抽象語

5、法樹中，可以通過終結(jié)符表達(dá)式value和非終結(jié)符表達(dá)式operation組成復(fù)雜的語句，每個文法規(guī)則的語言實每個文法規(guī)則的語言實例都可以表示為一個抽象語法樹例都可以表示為一個抽象語法樹，即每一條具體的語句都可以用類似上圖所示的抽象語法樹來表示，在圖中終結(jié)符在圖中終結(jié)符表達(dá)式類的實例作為樹的葉子節(jié)點，而非終結(jié)符表達(dá)式類表達(dá)式類的實例作為樹的葉子節(jié)點，而非終結(jié)符表達(dá)式類的實例作為非葉子節(jié)點，它們可以將終結(jié)符表達(dá)式類的實的實例作為非葉子節(jié)點，它們可以將終結(jié)符表達(dá)式類的實例以及包含終結(jié)符和非終結(jié)符實例的子表達(dá)式作為其子節(jié)例以及包含終結(jié)符和非終結(jié)符實例的子表達(dá)式作為其子節(jié)點點。抽象語法樹描述了如何構(gòu)成一

6、個復(fù)雜的句子，通過對抽象語法樹的分析，可以識別出語言中的終結(jié)符類和非終結(jié)符類。解釋器模式結(jié)構(gòu)及其中的角色解釋器模式的解釋器模式的UMLUML圖圖解釋器模式結(jié)構(gòu)及其中的角色AbstractExpression（抽象表達(dá)式）：在抽象表達(dá)式中聲明了抽象的解釋操作，它是所有終結(jié)符表達(dá)式和非終結(jié)符表達(dá)式的公共父類。 TerminalExpression（終結(jié)符表達(dá)式）：終結(jié)符表達(dá)式是抽象表達(dá)式的子類，它實現(xiàn)了與文法中的終結(jié)符相關(guān)聯(lián)的解釋操作，在句子中的每一個終結(jié)符都是該類的一個實例。通常在一個解釋器模式中只有少數(shù)幾個終結(jié)符表達(dá)式類，它們的實例可以通過非終結(jié)符表達(dá)式組成較為復(fù)雜的句子。 Nontermin

7、alExpression（非終結(jié)符表達(dá)式）：非終結(jié)符表達(dá)式也是抽象表達(dá)式的子類，它實現(xiàn)了文法中非終結(jié)符的解釋操作，由于在非終結(jié)符表達(dá)式中可以包含終結(jié)符表達(dá)式，也可以繼續(xù)包含非終結(jié)符表達(dá)式，因此其解釋操作一般通過遞歸的方式來完成。 Context（環(huán)境類）：環(huán)境類又稱為上下文類，它用于存儲解釋器之外的一些全局信息，通常它臨時存儲了需要解釋的語句。Client:客戶端，創(chuàng)建一個抽象語法樹，調(diào)用解釋操作。參考代碼抽象表達(dá)式 在解釋器模式中，每一種終結(jié)符和非終結(jié)符都有一個具體類與之對應(yīng)，正因為使用類來表示每一條文法規(guī)則，所以系統(tǒng)將具有較好的靈活性和可擴(kuò)展性。對于所有的終結(jié)符和非終結(jié)符，我們首先需要抽象

8、出一個公共父類，即抽象表達(dá)式類public abstract class Expression /每個表達(dá)式必須有一個解析任務(wù)public abstract Object interpreter(Context ctx);參考代碼終結(jié)符表達(dá)式public class TerminalExpression extends Expression /通常終結(jié)符表達(dá)式只有一個，但是有多個對象public Object interpreter(Context ctx) return null;參考代碼非終結(jié)符表達(dá)式public class NonterminalExpression extends Ex

9、pression/每個非終結(jié)符表達(dá)式都會對其他表達(dá)式產(chǎn)生依賴public NonterminalExpression(Expression expression) public Object interpreter(Context ctx) /進(jìn)行文法處理 /遞歸調(diào)用每一個組成部分的interpret()方法 /在遞歸調(diào)用時指定組成部分的連接方式，即非終結(jié)符的功能參考代碼上下文Context采用HashMap容納一個具體的表達(dá)式，其代碼如下所示： pulic class Context private HashMap map=new HashMap(): . public class Clie

10、ntpublic static void main (String args)Context ctx=new Context():for(; ;)/進(jìn)行語法判斷，并產(chǎn)生遞歸調(diào)用 . 通常Client是一個封裝類，封裝的結(jié)果就是傳遞進(jìn)來一個規(guī)范性的語法文件，解釋器分析后產(chǎn)生結(jié)果并返回，避免調(diào)用者與語法解釋器的耦合關(guān)系。參考代碼Client演示舉例演示舉例四則運(yùn)算四則運(yùn)算簡單介紹一下，其中的角色分配： ArithmeticExpression 接口代表算術(shù)表達(dá)式； Variable類代表表達(dá)式中的變量，對應(yīng)終結(jié)符表達(dá)式； Variables類使用Map存各個變量的值，對應(yīng)解釋器中的環(huán)境角色； Pl

11、us、Substract、Multiply、Dvision類分別代表加減乘除四種運(yùn)算，對應(yīng)解釋器中的非終結(jié)符表達(dá)式； CientDemo類對應(yīng)客戶端應(yīng)用。解釋其模式舉例解釋其模式舉例四則運(yùn)算四則運(yùn)算UMLUML演示舉例演示舉例簡單英文翻譯器簡單英文翻譯器 下面我們結(jié)合一個簡單的英文翻譯器來理解解釋其模式，用戶輸入“Teacher drink water”,程序?qū)⑤敵觥袄蠋熀人薄３绦虿粫约憾谜Z言，需要我們定義好這個語言的語法表示，并且給出一個解釋器并且用定義好的語法表示來解釋這種語言中的句子。 使用程序?qū)崿F(xiàn)該該語言時，定義的基本操作是將終結(jié)符號的值翻譯為漢語，比如 Teacher翻譯為“老

12、師”，Drink翻譯為“喝”，Water翻譯為“水”，當(dāng)用戶輸入語句“Teacher Drink Water”后，程序輸出“老師喝水”SentenceTeacher drink water. Subject Predicate Object Noun Verb Noun := := := | := | := You|I|He|She := Me|You|Him|Them := Teacher|Student|Tiger|Water := Drink|Instruct|Receive文法規(guī)則 上述語言是英語語言的一個子集，該語言一共定義了八個語言單位和相關(guān)的八條語言規(guī)則，語法單位分為非終結(jié)符和終

13、結(jié)符，例如上面的、都是非終結(jié)符號,、都是終結(jié)符號。這樣根據(jù)語法規(guī)則就可以產(chǎn)生定義語言的所有語句，程序就可以對產(chǎn)生的語句進(jìn)行某種操作，例如剛才說的翻譯操作。下面介紹該文法中的四種角色1 Node接口對應(yīng)抽象表達(dá)式（ AbstractionExpression ）2 終結(jié)符表達(dá)式（ TermailExpression ） 文法中共有4個終結(jié)語言單位，分別是、 、 、和 ，由于與和 是“或”的關(guān)系，所以針對和 的語言單位是同一個類SubjectPronounOr NounNode,針對 和 的語言單位是ObjectPronounOr NounNode,針對的語言單位是VerbNode。3 非終結(jié)符表達(dá)式 針對給出的文法，共有4個非終結(jié)表達(dá)式類，針對 語言單位的類是SentenceNode,針對 語言單位的類是PredicateNode,針對 語言單位的類是ObjectNode。4上下文角色是Context類翻譯器翻譯器UMLUML解釋器模式的優(yōu)缺點及適用情形