Java解析器设计模式-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java解析器设计模式。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

Java解析器设计模式

定义

解析器模式是一种行为型设计模式。其思想是：给定一个语言, 定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。

对应角色

抽象表达式（Expression）：声明一个所有的具体表达式的抽象接口，包含一个interpret()方法，称做解释操作。
终结符表达式（Terminal Expression）：实现与文法中的元素相关联的解释操作。通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式，但有多个实例，对应不同的终结符。
非终结符表达式（Nonterminal Expression）：文法中的每一条规则都需要一个具体的非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字。
环境（Context）：用来存放文法中各个终结符所对应的具体值，很多情况下我们使用Map来充当环境角色。

优缺点

优点

可以实现语言的文法和解释器的分离，易于扩展和维护。
可以用于实现一些简单的领域特定语言（DSL）。
可以利用现有的解析器生成工具，如ANTLR，来简化开发过程。

缺点

对于复杂的语言，文法规则可能会很多，导致类的数量增加，系统变得复杂和低效。
解析器模式通常需要递归调用，可能会导致性能和内存问题。
解析器模式难以处理错误和异常情况。

应用场景

需要解释和执行一些简单的语言或表达式，如数学表达式，布尔表达式，正则表达式等。
需要构建一些领域特定语言（DSL），如SQL，XML，JSON等。
需要对一些结构化的文本进行分析和处理，如配置文件，协议报文，编程语言等。

实例

通用模式：


1.首先创建特定文法（抽象表达式）接口：
public abstract class Expression { 
    public boolean interpret(String context); 
}

2.创建表达式接口的实现类（终结符表达式）：
public class TerminalExpression extend Expression {
    private String data;
    public TerminalExpression(String data){
        this.data = data;
    }
    @Override 
    public Object interpret(String context) {
        //逻辑处理
        return null;
    }
}

//非终结符表达式
public class NonterminalExpression extends Expression { 
    public NonterminalExpression(Expression ...expressions) { } 
    @Override Object interpreter(Context ctx) { 
        return null; 
    }
}

//可以创建更多的的实现类用于处理特定语法中不同关键字

算数表达式实例文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-597114.html

public abstract class Expression {
    int interpret(String info);
}

//变量解析器
public class VariableExpression extend Expression {
    private String key;
    VariableExpression(String key) {
        this.key = key;
    }
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) { 
        return var.get(key); 
    }
}

//运算符解析器
public abstract class OperatorExpression extend Expression {
    private Expression varLeft;//运算符左变量
    private Expression varRight;//运算符右变量
    OperatorExpression(Expression varLeft, Expression varRight) {
        this.varLeft = varLeft;
        this.varRight = varRight;
    }
}

//加法运算符解析器
public class AndExpression extend OperatorExpression {
    AndExpression(Expression varLeft, Expression varRight) {
        super(varLeft, varRight)
    }
    
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) { 
        return super.varLeft.interpreter(var) + super.varRight.interpreter(var); 
    }
    
}

//减法法运算符解析器
//加法运算符解析器
public class SubExpression extend OperatorExpression {
    SubExpression(Expression varLeft, Expression varRight) {
        super(varLeft, varRight)
    }
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) { 
        return super.varLeft.interpreter(var) - super.varRight.interpreter(var); 
    }
}


public class Client {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //表达式
        String expStr = "a+b-c";
        
        //a、b、c对应的值放到operatorMap中
        HashMap<String, Integer> varMap;//变量数据
        
        //对表达式进行解析
        Expression expression = parse(expStr);
        
        //运算结果
        int result = expression.interpreter(varMap);
    }
    
    
    //定义对表达式进行解析的方法（解析器的核心方法，也可以说是真正的解析器）
    private static Expression parser(String expStr) {
        
        Stack<Expression> stack = new Stack<>(); 
        char[] charArray = expStr.toCharArray(); 
        Expression left = null; 
        Expression right = null; 
        for (int i = 0; i < charArray.length; i++) { 
        switch (charArray[i]) { 
            case '+': left = stack.pop(); 
                      right = new VariableExpression(String.valueOf(charArray[++i])); 
                      stack.push(new AddExpression(left, right)); 
                      break; 
            case '-': 
                      left = stack.pop(); 
                      right = new VariableExpression(String.valueOf(charArray[++i])); 
                      stack.push(new SubExpression(left, right)); 
                      break; 
            default: 
                      stack.push(new VariableExpression(String.valueOf(charArray[i]))); 
                      break; 
            } 
        } 
        return expression = stack.pop(); 
    }
}