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引子
解释器模式
总结
- 优点
- 缺点
后记

引子

小美最近被家里人催着相亲，家里亲戚介绍了好几个男生，小美都不满意。小美的要求高着呢：起码要有房吧？年收入不能低于20万吧？身高最低也要175cm吧？年龄也不能太大，不能超过30岁吧？学历么也要本科起步吧？

什么？你觉得我要求太高了？好说，如果你家里很有钱的话，其他条件也可以放宽嘛！

小美不愧是程序媛出身，她把自己的相亲条件列成了一条公式：

房子 >= 1 && 年收入 >= 20 && 身高 >= 175 && 年龄 < 30 && 学历 >= 4 || 财产 >= 1000

小美把这条公式交给了媒婆，并嘱咐一定要满足这条公式的男生才可以安排相亲哦。媒婆一看直接懵逼，怎么还有公式呀，姑娘，我只是个牵线的，又没学过数学，你这不是为难我吗？

小美说道：您不要急，套用了公式才能保证结果正确嘛，您听我细细道来，这个还得从解释器模式开始讲起…

媒婆：这我听不懂啊…

小美：不，您听得懂…

解释器模式

解释器模式：为某个语言定义它的语法（或者叫文法）表示，并定义一个解释器用来处理这个语法。（Interpreter pattern is used to defines a grammatical representation for a language and provides an interpreter to deal with this grammar.）

用大白话说就是：我们可以自己定义一些符号，然后我们给这些符号设定规则，解释权在我们自己手里。

比如一个表达式”1#2!3“，我们可以定义”#“表示”+“号，”!”表示“-”号，怎么解释我们自己说了算。

解释器模式的类图如下：

我用表达式a+b-c来套用一下：

AbstractExpression：抽象解释器，具体的解释任务由各个实现类完成，具体的解释器分别由TerminalExpression和NonterminalExpression完成。
TerminalExpression：终结符表达式，就是对应“a”，“b”，“c”。
NonterminalExpression：非终结符表达式，就是对应“+”，“-”符号。
Context：解释器之外的一些全局信息，在下面的例子中就是客户端中的Map。

针对相亲的表达式，采用了下图的结构：

说完，小美就抛出了一段代码：

这里我们假设“ >= ”，“<”符号的优先级比“&&”和“||”高，“&&”的优先级比“||”高。

表达式接口类：

/*** 表达式接口*/
public interface Expression {/*** 解释表达式* @param states* @return*/boolean interpret(Map<String, Integer> states);
}

大于等于表达式类：

/*** 大于等于表达式*/
public class GreaterOrEqualExpression implements Expression {private String key;private int value;public GreaterOrEqualExpression(String key, int value) {this.key = key;this.value = value;}public GreaterOrEqualExpression(String strExpression) {String[] elements = strExpression.trim().split("\\s+");if(elements.length != 3 || !elements[1].trim().equals(">=")) {throw new RuntimeException("Expression is invalid: " + strExpression);}this.key = elements[0].trim();this.value = Integer.parseInt(elements[2].trim());}/*** 解释大于等于表达式* @param states* @return*/@Overridepublic boolean interpret(Map<String, Integer> states) {if(!states.containsKey(key)) {return false;}int stateValue = states.get(key);return stateValue >= value;}
}

小于表达式类：

/*** 小于表达式*/
public class LessExpression implements Expression {private String key;private int value;public LessExpression(String key, int value) {this.key = key;this.value = value;}public LessExpression(String strExpression) {String[] elements = strExpression.trim().split("\\s+");if(elements.length != 3 || !elements[1].trim().equals("<")) {throw new RuntimeException("Expression is invalid: " + strExpression);}this.key = elements[0].trim();this.value = Integer.parseInt(elements[2].trim());}/*** 解释小于表达式* @param states* @return*/@Overridepublic boolean interpret(Map<String, Integer> states) {if(!states.containsKey(key)) {return false;}int stateValue = states.get(key);return stateValue < value;}
}

与表达式类：

/*** 与表达式*/
public class AndExpression implements Expression {private List<Expression> expressions = new ArrayList<>();public AndExpression(List<Expression> expressions) {this.expressions = expressions;}public AndExpression(String strAndExpression) {String[] strExpressions = strAndExpression.split("&&");for(String strExpr : strExpressions) {if(strExpr.contains(">=")) {expressions.add(new GreaterOrEqualExpression(strExpr));} else if(strExpr.contains("<")) {expressions.add(new LessExpression(strExpr));} else {throw new RuntimeException("Expression is invalid: " + strAndExpression);}}}/*** 解释与表达式** @param states* @return*/@Overridepublic boolean interpret(Map<String, Integer> states) {for(Expression expr : expressions) {if(!expr.interpret(states)) {return false;}}return true;}
}

或表达式类：

/*** 或表达式*/
public class OrExpression implements Expression {private List<Expression> expressions = new ArrayList<>();public OrExpression(List<Expression> expressions) {this.expressions = expressions;}public OrExpression(String strOrExpression) {String[] andExpressions = strOrExpression.split("\\|\\|");for(String andExpr : andExpressions) {// &&表达式的优先级比||表达式高，计算||表达式之前要先计算&&表达式// 这里复用&&表达式expressions.add(new AndExpression(andExpr));}}/*** 解释或表达式** @param states* @return*/@Overridepublic boolean interpret(Map<String, Integer> states) {for(Expression expr : expressions) {if(expr.interpret(states)) {return true;}}return false;}
}

相亲表达式解析类：

/*** 相亲表达式解析*/
public class BlindDateRuleInterpreter {private Expression expression;/*** 先从或表达式开始解析* @param ruleExpression*/public BlindDateRuleInterpreter(String ruleExpression) {this.expression = new OrExpression(ruleExpression);}public boolean interpret(Map<String, Integer> states) {return expression.interpret(states);}
}

客户端测试类：

/*** 客户端测试类*/
public class ClientTest {public static void main(String[] args) {// 为了更贴近生活，这里的key就用中文了String rule = "房子 >= 1 && 年收入 >= 20 && 身高 >= 175 && 年龄 < 30 && 学历 >= 4 || 财产 >= 1000";BlindDateRuleInterpreter interpreter = new BlindDateRuleInterpreter(rule);Map<String, Integer> states = new HashMap<>();states.put("房子", 1);states.put("年收入", 20);states.put("身高", 176);states.put("年龄", 28);states.put("学历", 4);states.put("财产", 100);// 根据表达式判断相亲条件boolean qualified = interpreter.interpret(states);if(qualified) {System.out.println("兄弟，恭喜你符合条件啦！");} else {System.out.println("兄弟，还需继续努力！");}}
}

输出：

兄弟，恭喜你符合条件啦！

总结

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。

解释器的核心就是将语法解析的工作拆分到各个小类中，以此来避免大而全的解析类。一般的做法是，将语法规则拆分成一些小的独立的单元，然后对每个单元进行解析，最终合并为对整个语法规则的解析。

优点

解释器是一个简单语法分析工具，它最显著的优点就是扩展性，修改语法规则只要修改相应的非终结符表达式就可以了，若扩展语法，则只要增加非终结符类就可以了。

缺点

解释器模式会引起类膨胀，每个语法都要产生一个非终结符表达式，语法规则比较复杂时，就可能产生大量的类文件，为维护带来了很多麻烦。
解释器模式可能会使用大量的循环和递归，效率是一个不容忽视的问题，特别是用于解析复杂、冗长的语法时，效率比较低。

后记

小美：阿姨您好，这都三个月过去了，您怎么一个男生也没给我介绍啊？

媒婆：哎呀，这不是没有合适的嘛！我把十几个男生的条件套进公式只有一个符合条件的，然后对方又觉得你的条件不够好啦。别急，我再给你找找。

小美：额…那我不要公式了，只要人品好、价值观正就行，品性好最重要，其他的见了面再说吧。

媒婆：那好，这就好办了嘛，我给你留意留意。

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