设计模式之解释器模式详解及实例-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了设计模式之解释器模式详解及实例。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。

1、解释器设计模式概述：

解释器模式（Interpreter Pattern）是一种设计模式，它主要用于描述如何构建一个解释器以解释特定的语言或表达式。该模式定义了一个文法表示和解释器的类结构，用于解释符合该文法规则的语句。解释器模式通常用于实现编程语言解释器、自定义脚本引擎等场景。

在解释器模式中，有以下几个关键角色：

抽象表达式（Abstract Expression）：定义一个接口，用于表示不同类型的表达式。
终结符表达式（Terminal Expression）：实现抽象表达式接口的具体类，用于解释终结符表达式。
非终结符表达式（Non-Terminal Expression）：实现抽象表达式接口的具体类，用于解释非终结符表达式。
上下文（Context）：包含解释器需要的全局信息以及待解释的表达式。
客户端（Client）：构建解释器并调用解释方法。

2、解释器设计模式的适用场景：

当需要开发一个解释器，用于解释特定的语言或表达式时。
当需要表示一个复杂的语法规则，并且希望易于扩展和维护时。
当需要解释一些固定的文法，如数学表达式、逻辑表达式等场景。

3、解释器设计模式的优点：

易于扩展：当需要增加新的文法规则时，只需增加新的非终结符表达式类，无需修改原有代码，符合开闭原则。
解耦：将文法规则的表示和解释过程分离，使得代码结构更清晰。
易于维护：每个文法规则对应一个非终结符表达式类，当需要修改或维护某个规则时，只需修改对应的类即可。

举例说明：假设我们需要实现一个简单的计算器，支持加法和减法运算。我们可以通过解释器模式构建表达式类，分别表示加法和减法运算，以便能够解析和计算输入的表达式。

4、解释器设计模式的缺点：

执行效率较低：解释器模式通常需要递归调用，导致执行效率较低。
难以应对复杂的文法规则：当文法规则非常复杂时，解释器模式的类结构可能变得非常复杂，难以维护。

5、用C++实现一个解释器设计模式例子：

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
#include <stdexcept>


class Expression {
public:
    virtual ~Expression() = default;
    virtual int interpret() const = 0;
};


class AddExpression : public Expression {
private:
    std::shared_ptr<Expression> leftExpression;
    std::shared_ptr<Expression> rightExpression;


public:
    AddExpression(std::shared_ptr<Expression> left, std::shared_ptr<Expression> right)
        : leftExpression(left), rightExpression(right) {}


    int interpret() const override {
        return leftExpression->interpret() + rightExpression->interpret();
    }
};


class SubtractExpression : public Expression {
private:
    std::shared_ptr<Expression> leftExpression;
    std::shared_ptr<Expression> rightExpression;


public:
    SubtractExpression(std::shared_ptr<Expression> left, std::shared_ptr<Expression> right)
        : leftExpression(left), rightExpression(right) {}


    int interpret() const override {
        return leftExpression->interpret() - rightExpression->interpret();
    }
};


class NumberExpression : public Expression {
private:
    int number;


public:
    explicit NumberExpression(int number) : number(number) {}


    int interpret() const override {
        return number;
    }
};


std::shared_ptr<Expression> parseExpression(const std::string& expression) {
    size_t pos = expression.find_first_of("+-");


    if (pos == std::string::npos) {
        throw std::invalid_argument("Invalid expression");
    }


    std::shared_ptr<Expression> left = std::make_shared<NumberExpression>(std::stoi(expression.substr(0, pos)));
    std::shared_ptr<Expression> right = std::make_shared<NumberExpression>(std::stoi(expression.substr(pos + 1)));


    if (expression[pos] == '+') {
        return std::make_shared<AddExpression>(left, right);
    } else {
        return std::make_shared<SubtractExpression>(left, right);
    }
}


int main() {
    std::string input;
    std::cout << "Enter an expression (e.g., 3+2 or 7-4): ";
    std::cin >> input;


    try {
        auto expression = parseExpression(input);
        std::cout << "Result: " << expression->interpret() << std::endl;
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }


    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个Expression接口，它包含一个纯虚函数interpret，用于计算表达式的值。我们实现了三个具体的表达式类：AddExpression（用于表示加法表达式），SubtractExpression（用于表示减法表达式）和NumberExpression（用于表示数字）。

parseExpression函数接受一个字符串参数，它解析输入的字符串并根据运算符构建对应的Expression对象。main函数从用户获取输入的表达式，调用parseExpression函数构建表达式对象，并计算结果。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-663725.html

到了这里，关于设计模式之解释器模式详解及实例的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！