C++ 设计模式之解释器模式

设计模式之解释器模式
　　解释器模式，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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。解释器模式解决的问题是，如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就只得将该问题的各个示例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决问题。

其UML图如下：

在解释器模式中每一种表达式对应一种表达式解释类，比如TerminalExpression和NonterminalExpression。Context类种是表达式内容，在客户端中决定是那种类型的表达式，从而创建不同的表达式独享来解释该语句。

示例代码如下：

 1 // InterpreterModel.h文件
 2 #pragma once
 3 #include <iostream>
 4 #include <string>
 5 
 6 class Context
 7 {
 8 private:
 9     std::string m_strInput;
10     std::string m_strOutput;
11 public:
12     void setExpression(std::string str)
13     {
14         m_strInput = str;
15     }
16 };
17 
18 class Expression
19 {
20 public:
21     virtual void Interpret(Context * context) = 0;
22 };
23 
24 class TerminalExpression : public Expression
25 {
26 public:
27     void Interpret(Context * context)
28     {
29         std::cout << "TerminalExpression!" << std::endl;
30     }
31 };
32 
33 class NonterminalExpression : public Expression
34 {
35 public:
36     void Interpret(Context * context)
37     {
38         std::cout << "NonterminalExpression!" << std::endl;
39     }
40 };

测试代码如下：

 1 #include <iostream>
 2 #include "InterpreterModel.h"
 3 
 4 int main()
 5 {
 6     using namespace std;
 7     // 解释器模式
 8     Context * pContext = new Context();
 9     pContext->setExpression("Expression......");
10     Expression * pNon = new NonterminalExpression();
11     Expression * p = new TerminalExpression();
12     // 根据Expression中的内容判断采用那种表达式解析
13     pNon->Interpret(pContext);
14     p->Interpret(pContext);
15     delete p;
16     delete pNon;
17     delete pContext;
18 
19     getchar();
20     return 0;
21 }

测试结果如下图：

　　使用解释器模式，就意味着可以很容易地改变和扩展文法，因为该模式使用类来表示文法规则，你可使用继承来改变或扩展该文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树种各个节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。

　　解释器模式的不足之处在于，解释器模式为文法中的每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。