解释器模式是一种行为型设计模式，它定义了一种语言并解析该语言中的表达式。这种模式用于将一个表达式文法表示成一个抽象语法树，从而使得我们可以通过对语法树进行遍历来解释整个表达式。
在解释器模式中，包含以下几个角色：
- 抽象表达式（AbstractExpression）：定义了一个抽象的解释操作，具体的终结符和非终结符都要实现这个接口。
- 终结符表达式（TerminalExpression）：实现了抽象表达式接口的终结符表达式，用来实现语法规则中的终结符。
- 非终结符表达式（NonterminalExpression）：实现了抽象表达式接口的非终结符表达式，用来实现语法规则中的非终结符。
- 环境类（Context）：包含解释器需要的信息，通常以 Map 或者 List 的形式存在。
下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用解释器模式来解析加减法表达式：
// 抽象表达式
interface Expression {
int interpret(Context context);
}
// 终结符表达式
class Number implements Expression {
private int number;
public Number(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return number;
}
}
// 非终结符表达式
class Plus implements Expression {
private Expression leftExpression;
private Expression rightExpression;
public Plus(Expression leftExpression, Expression rightExpression) {
this.leftExpression = leftExpression;
this.rightExpression = rightExpression;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return leftExpression.interpret(context) + rightExpression.interpret(context);
}
}
class Minus implements Expression {
private Expression leftExpression;
private Expression rightExpression;
public Minus(Expression leftExpression, Expression rightExpression) {
this.leftExpression = leftExpression;
this.rightExpression = rightExpression;
}
@Override
public int interpret(Context context) {
return leftExpression.interpret(context) - rightExpression.interpret(context);
}
}
// 环境类
class Context {
private Map<String, Integer> variables = new HashMap<>();
public void assign(String variable, int value) {
variables.put(variable, value);
}
public int getValue(String variable) {
Integer value = variables.get(variable);
if (value == null) {
return 0;
}
return value;
}
}
// 测试代码
public class InterpreterTest {
public static void main(String[] args) {
// a + b - c 表达式
Context context = new Context();
context.assign("a", 5);
context.assign("b", 3);
context.assign("c", 2);
Expression expression = new Minus(
new Plus(new Number(1), new Number(1)),
new Number(2)
);
int result = expression.interpret(context);
System.out.println(result); // 输出 0
}
}
在上面的代码中，我们定义了抽象表达式 Expression 和两个具体的终结符表达式 Number 和非终结符表达式 Plus、Minus。我们还定义了一个环境类 Context，用于保存变量和变量的值。
在测试代码中，我们创建了一个 Context 对象，并向其中添加了三个变量及其对应的值。然后，我们使用解释器模式来解析加减法表达式 1 + 1 - 2，并输出结果。
需要注意的是，本例子只是解释器模式的简单示例，并没有完全涵盖所有可能性。在实际应用中，您可能需要根据自己的需求进行一些调整和扩展。