Java设计模式编程之解释器模式的简单讲解

2024-10-08 07:16:02

0.解释器(Interpreter)模式定义：
给定一门语言，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句子。属于行为型模式。
解释器模式在实际的系统开发中使用的非常少，因为它会引起效率、性能以及维护等问题。
解释器模式的通用类图如图所示。

1.解释器模式的优点

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。

2.解释器模式的缺点

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，为维护带来了非常多的麻烦。
解释器模式采用递归调用方法：每个非终结符表达式只关心与自己有关的表达式，每个表达式需要知道最终的结果，必须一层一层地剥茧，无论是面向过程的语言还是面向对象的语言，递归都是在必要条件下使用的，它导致调试非常复杂。想想看，如果要排查一个语法错误，我们是不是要一个一个断点的调试下去，直到最小的语法单元。
效率问题：解释器模式由于使用了大量的循环和递归，效率是个不容忽视的问题，特别是用于解析复杂、冗长的语法时，效率是难以忍受的。

3.解释器模式的使用场景

重复发生的问题可以使用解释器模式：例如，多个应用服务器，每天产生大量的日志，需要对日志文件进行分析处理，由于各个服务器的日志格式不同，但是数据要素是相同的，按照解释器的说法就是终结符表达式都是相同的，但是非终结符表达式就需要制定了。在这种情况下，可以通过程序来一劳永逸地解决该问题。
一个简单语法需要解释的场景：为什么是简单？看看非终结表达式，文法规则越多，复杂度越高，而且类间还要进行递归调用（看看我们例子中的堆栈），不是一般地复杂。想想看，多个类之间的调用你需要什么样的耐心和信心去排查问题。因此，解释器模式一般用来解析比较标准的字符集，例如SQL语法分析，不过该部分逐渐被专用工具所取代。在某些特用的商业环境下也会采用解释器模式，我们刚刚的例子就是一个商业环境，而且现在模型运算的例子非常多，目前很多商业机构已经能够提供出大量的数据进行分析。

4.简单例子

/**
 * 声明一个抽象的解释操作
 */
public interface Interpreter { 

  public void interpret(Context context); //实际中，可以有个返回的类型，定义解释出的数据对象
} 

public class XmlSaxInterpreter implements Interpreter { 

  @Override
  public void interpret(Context context) {
    System.out.println("xml sax Interpreter:" + context.getData());
  } 

} 

public class XmlDomInterpreter implements Interpreter { 

  @Override
  public void interpret(Context context) {
    System.out.println("xml dom Interpreter:" + context.getData());
  } 

} 

/**
 * 包含解释器之外的一些信息
 */
public class Context {
  private String data; 

  public String getData() {
    return data;
  } 

  public void setData(String data) {
    this.data = data;
  }
} 

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Context context = new Context();
    context.setData("一段xml数据");
    new XmlSaxInterpreter().interpret(context);
    new XmlDomInterpreter().interpret(context);
  }
}

5.解释器模式的注意事项

尽量不要在重要的模块中使用解释器模式，否则维护会是一个很大的问题。在项目中可以使用shell、JRuby、Groovy等脚本语言来代替解释器模式，弥补Java编译型语言的不足。我们在一个银行的分析型项目中就采用JRuby进行运算处理，避免使用解释器模式的四则运算，效率和性能各方面表现良好。

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