北风设计模式课程---解释器模式(Interpreter Pattern)

一、总结

一句话总结:

不仅要通过视频学,还要看别的博客里面的介绍,搜讲解,搜作用,搜实例
设计模式都是对生活的抽象,比如用户获得装备,我可以先装备工厂先生产出来装备,然后给宗门武器库,宗门武器库发给我,如果是打怪获得的装备,可以是装备工厂把装备给的怪物装备库

 

1、解释器模式的应用场景?

面向对象语言开发的编译器中:解释器模式描述了如何构成一个简单的语言解释器,主要应用在使用面向对象语言开发的编译器中。
某一特定类型的问题发生的频率很高:如果在系统中某一特定类型的问题发生的频率很高,此时可以考虑将这些问题的实例表述为一个语言中的句子,因此可以构建一个解释器,该解释器通过解释这些句

 

2、解释器模式 定义?

定义语言的文法,并且建立一个解释器来解释该语言中的句子,这里的“语言”意思是使用规定格式和语法的代码,它是一种类行为型模式。

 

3、抽象语法树 是什么?

表达式二叉树:除了使用文法规则来定义一个语言,在解释器模式中还可以通过一种称之为抽象语法树(Abstract Syntax Tree, AST)的图形方式来直观地表示语言的构成,每一棵抽象语法树对应一个语言实例。

 

 

 

二、深入浅出设计模式——解释器模式(Interpreter Pattern)

 

模式动机
北风设计模式课程---解释器模式(Interpreter Pattern)_语法树

如果在系统中某一特定类型的问题发生的频率很高,此时可以考虑将这些问题的实例表述为一个语言中的句子,因此可以构建一个解释器,该解释器通过解释这些句子来解决这些问题。

解释器模式描述了如何构成一个简单的语言解释器,主要应用在使用面向对象语言开发的编译器中。

模式定义

解释器模式(Interpreter Pattern) :定义语言的文法,并且建立一个解释器来解释该语言中的句子,这里的“语言”意思是使用规定格式和语法的代码,它是一种类行为型模式。

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.

Frequency of use: low

UML图
北风设计模式课程---解释器模式(Interpreter Pattern)_.net_02

模式结构

解释器模式包含如下角色:

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

Client: 客户类

模式分析

解释器模式描述了如何为简单的语言定义一个文法,如何在该语言中表示一个句子,以及如何解释这些句子。

文法规则实例:

expression ::= value | symbol

symbol ::= expression '+' expression | expression '-' expression

value ::= an integer //一个整数值

在文法规则定义中可以使用一些符号来表示不同的含义,如使用“|”表示或,使用“{”和“}”表示组合,使用“*”表示出现0次或多次等,其中使用频率最高的符号是表示或关系的“|” 。

抽象语法树:

除了使用文法规则来定义一个语言,在解释器模式中还可以通过一种称之为抽象语法树(Abstract Syntax Tree, AST)的图形方式来直观地表示语言的构成,每一棵抽象语法树对应一个语言实例。

北风设计模式课程---解释器模式(Interpreter Pattern)_.net_03

抽象语法树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和非终结符类。

在解释器模式中,每一种终结符和非终结符都有一个具体类与之对应,正因为使用类来表示每一个语法规则,使得系统具有较好的扩展性和灵活性。

模式实例与解析

以中英文翻译系统为例来介绍解释器模式

体系结构

北风设计模式课程---解释器模式(Interpreter Pattern)_语法树_04

AbstractExpression接口 IExpression.cs



using System.Text;

namespace InterpreterPattern
{
//定义AbstractExpression接口
interface IExpression
{
void Interpret(StringBuilder sb);
}
}


具体的Expression WordExpression.cs



using System.Text;

namespace InterpreterPattern
{
//定义具体的Expression,这里包括对英文单词的翻译和对英文句号的翻译。
public class WordExpression : IExpression
{
private string _value;
public WordExpression(string value)
{
_value = value;
}
public void Interpret(StringBuilder sb)
{
sb.Append(ChineseEnglishDict.GetEnglish(_value.ToLower()));
}
}
}


SymbolExpression.cs



using System.Text;

namespace InterpreterPattern
{
//对英文句号的翻译
public class SymbolExpression : IExpression
{
private string _value;
public SymbolExpression(string value)
{
this._value = value;
}

public void Interpret(StringBuilder sb)
{
switch (_value)
{
case ".":
sb.Append("。");
break;
}
}
}
}


Context: 环境类 ChineseEnglishDict.cs



using System.Collections.Generic;

namespace InterpreterPattern
{
public static class ChineseEnglishDict
{
private static Dictionary<string, string> _dictory = new Dictionary<string, string>();

static ChineseEnglishDict()
{
_dictory.Add("this", "这");
_dictory.Add("is", "是");
_dictory.Add("an", "一个");
_dictory.Add("apple", "苹果");
}
public static string GetEnglish(string value)
{
return _dictory[value];
}
}
}


将各部分解释器组合起来进行包装,方便用户调用 Translator.cs



using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace InterpreterPattern
{
//将各部分解释器组合起来进行包装,方便用户调用。
public static class Translator
{
public static string Translate(string sentense)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
List<IExpression> expressions = new List<IExpression>();
string[] elements = sentense.Split(new char[] { '.' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
foreach (string element in elements)
{
string[] words = element.Split(new char[] { ' ' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
foreach (string word in words)
{
expressions.Add(new WordExpression(word));
}
expressions.Add(new SymbolExpression("."));
}
foreach (IExpression expression in expressions)
{
expression.Interpret(sb);
}
return sb.ToString();
}
}
}


Client:客户类



using System;

namespace InterpreterPattern
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string englist = "This is an apple.";
string chinese = Translator.Translate(englist);
Console.WriteLine(chinese);
Console.Read();
}
}
}


模式优缺点

解释器模式的优点

易于改变和扩展文法。

易于实现文法。

增加了新的解释表达式的方式。

解释器模式的缺点

对于复杂文法难以维护。

执行效率较低。

应用场景很有限。

模式适用环境

在以下情况下可以使用解释器模式:

可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。

一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。

文法较为简单。

效率不是关键问题。

【声明与感谢】

本文,站在许多巨人的肩膀上,借鉴和引用了许多他人拥有版权的作品或著述,在此,对前人们的贡献致谢。并同时公布引用的内容、原作者或来源(一些来源于互联网的内容本人无法追述本源,深表遗憾)。

【参考文献】

《设计模式—可复用面向对象软件的基础》作者: [美] Erich Gamma / Richard Helm / Ralph Johnson / John Vlissides 译者: 李英军 / 马晓星 / 蔡敏 / 刘建中 等 机械工业出版社

《重构—改善既有代码的设计》作者: Martin Fowler译者:候捷 中国电力出版社

《敏捷软件开发—原则、模式与实践》作者: Robert C. Martin 清华大学出版社

《程序员修炼之道—从小工到专家》作者: Andrew Hunt / David Thomas 电子工业出版社

《Head First 设计模式》作者: 弗里曼 译者: O'Reilly Taiwan公司 中国电力出版社

《设计模式之禅》 作者: 秦小波 机械工业出版社

MSDN WebCast 《C#面向对象设计模式纵横谈》 讲师:李建忠

刘伟. 设计模式. 北京:清华大学出版社, 2011.

刘伟. 设计模式实训教程. 北京:清华大学出版社, 2012.

《大话设计模式》 作者: 程杰 清华大学出版社

《C#图解教程》作者: 索利斯 译者: 苏林 / 朱晔 人民邮电出版社

《你必须知道的.NET》作者: 王涛

《项目中的.NET》作者: 李天平 电子工业出版社

《Microsoft .NET企业级应用架构设计》作者: (美)埃斯波西托等编著 译者: 陈黎夫