C++设计模式 – 解析器模式（Interpreter）

领域规则模式

• 在特定领域中,某些变化虽然频繁,但可以抽象为某种规则。这时候,结合特定领域,将问题抽象为语法规则,从而给出在该领域下的一般性解决方案。

典型模式

• Interpreter

Interpreter

动机( Motivation )

• 在软件构建过程中,如果某一特定领域的问题比较复杂 ,类似的结构不断重复出现,如果使用普通的编程方式来实现将面临非常频繁的变化。
• 在这种情况下,将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子，然后构建一个解释器来解释这样的句子,从而达到解决问题的目的。

模式定义

给定一个语言,定义它的文法的一种表示，并定义一种解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

结构

要点总结

• Interpreter模式的应用场合是Interpreter模式应用中的难点,只_有满足“业务规则频繁变化,且类似的结构不断重复出现，并且容易抽象为语法规则的问题”才适合使用Interpreter模式。
• 使用Interpreter模式来表示文法规则,从而可以使用面向对象技巧来方便地"扩展”文法。
• Interpreter模式比较适合简单的文法表示,对于复杂的文法表示，Interperter模式会产生比较大的类层次结构, 需要求助于语法分析生成器这样的标准工具。

cpp

#include<iostream>#include<map>#include<string>#include<stack>class Expression{public:virtual int interpreter(std::map<char, int>) = 0;virtual ~Expression() {}};class VarExpression :public Expression{public:VarExpression(const char& k) :key(k) {}int interpreter(std::map<char, int>var) override{return var[key];}private:char key;};class SymbolExpression :public Expression{public:SymbolExpression(Expression* l, Expression* r) :left(l), right(r) {}protected:Expression* left;Expression* right;};class AddExpression : public SymbolExpression{public:AddExpression(Expression* left, Expression* right) :SymbolExpression(left, right) {}int interpreter(std::map<char, int> var) override{return left->interpreter(var) + right->interpreter(var);}};class SubExpression :public SymbolExpression{public:SubExpression(Expression* left, Expression* right) :SymbolExpression(left, right) {}int interpreter(std::map<char, int> var) override{return left->interpreter(var) - right->interpreter(var);}};class MulExpression :public SymbolExpression{public:MulExpression(Expression* left, Expression* right) :SymbolExpression(left, right) {}int interpreter(std::map<char, int> var) override{return left->interpreter(var) * right->interpreter(var);}};class DivExpression :public SymbolExpression{public:DivExpression(Expression* left, Expression* right) :SymbolExpression(left, right) {}int interpreter(std::map<char, int> var) override{return left->interpreter(var) / right->interpreter(var);}};Expression* analyse(std::string expStr){std::stack<Expression*> expStack;Expression* left = nullptr;Expression* right = nullptr;for (int i = 0; i < expStr.size(); ++i){switch (expStr[i]){case \'+\':// 加法运算left = expStack.top();right = new VarExpression(expStr[++i]);expStack.push(new AddExpression(left, right));break;case \'-\':// 减法运算left = expStack.top();right = new VarExpression(expStr[++i]);expStack.push(new SubExpression(left, right));break;case \'*\':// 乘法运算left = expStack.top();right = new VarExpression(expStr[++i]);expStack.push(new MulExpression(left, right));break;case \'/\':// 除法运算left = expStack.top();right = new VarExpression(expStr[++i]);expStack.push(new DivExpression(left, right));break;default:// 变量表达式expStack.push(new VarExpression(expStr[i]));}}Expression* expression = expStack.top();return expression;}void release(Expression* expression) {//释放表达式树的节点内存...}int main(){std::string expStr = "a+b-c+d-e*f/g";std::map<char, int> var;var.insert(std::make_pair(\'a\', 5));var.insert(std::make_pair(\'b\', 2));var.insert(std::make_pair(\'c\', 1));var.insert(std::make_pair(\'d\', 6));var.insert(std::make_pair(\'e\', 10));var.insert(std::make_pair(\'f\', 8));var.insert(std::make_pair(\'g\', 4));Expression* expression = analyse(expStr);int result = expression->interpreter(var);std::cout << result << std::endl;release(expression);return 0;}