23种设计模式(二十四)领域规则之解析器

本系列所有文章来自李建忠老师的设计模式笔记，系列如下：
设计模式(一)面向对象设计原则
23种设计模式(二)组件协作之模板方法
23种设计模式(三)组件协作之策略模式
23种设计模式(四)组件协作之观察者模式
23种设计模式(五)单一职责之装饰模式
23种设计模式(六)单一职责之桥模式
23种设计模式(七)对象创建之工厂方法
23种设计模式(八)对象创建之抽象工厂
23种设计模式(九)对象创建之原型模式
23种设计模式(十)对象创建之构建器
23种设计模式(十一)对象性能之单件模式
23种设计模式(十二)对象性能之享元模式
23种设计模式(十三)接口隔离之门面模式
23种设计模式(十四)接口隔离之代理模式
23种设计模式(十五)接口隔离之适配器
23种设计模式(十六)接口隔离之中介者
23种设计模式(十七)状态变化之状态模式
23种设计模式(十八)状态变化之备忘录
23种设计模式(十九)数据结构之组合模式
23种设计模式(二十)数据结构之迭代器
23种设计模式(二十一)数据结构之职责链
23种设计模式(二十二)行为变化之命令模式
23种设计模式(二十三)行为变化之访问器
23种设计模式(二十四)领域规则之解析器

文章目录

动机
模式定义
代码
要点总结

在特定领域中，某些变化虽然频繁，但可以抽象为某种规则。这时候，结合特定领域，将问题抽象为语法规则，从而给出在该领域下的一般性解决方案。

动机

在软件构建过程中，如果某一特定领域的问题比较复杂，类似的结构不断重复出现，如果使用普通的编程方式来实现将面临非常频繁的变化。

在这种情况下，将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子，然后构建一个解释器来解释这样的句子，从而达到解决问题的目的。

模式定义

给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一种解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

代码

#include <iostream>
#include <map>
#include <stack>using namespace std;class Expression {public:virtual int interpreter(map<char, int> var)=0;virtual ~Expression(){}
};//变量表达式
class VarExpression: public Expression {char key;public:VarExpression(const char& key){this->key = key;}int interpreter(map<char, int> var) override {return var[key];}};//符号表达式
class SymbolExpression : public Expression {// 运算符左右两个参数
protected:Expression* left;Expression* right;public:SymbolExpression( Expression* left,  Expression* right):left(left),right(right){}};//加法运算
class AddExpression : public SymbolExpression {public:AddExpression(Expression* left, Expression* right):SymbolExpression(left,right){}int interpreter(map<char, int> var) override {return left->interpreter(var) + right->interpreter(var);}};//减法运算
class SubExpression : public SymbolExpression {public:SubExpression(Expression* left, Expression* right):SymbolExpression(left,right){}int interpreter(map<char, int> var) override {return left->interpreter(var) - right->interpreter(var);}};Expression*  analyse(string expStr) {stack<Expression*> expStack;Expression* left = nullptr;Expression* right = nullptr;for(int i=0; i<expStr.size(); i++){switch(expStr[i]){case '+':// 加法运算left = expStack.top();right = new VarExpression(expStr[++i]);expStack.push(new AddExpression(left, right));break;case '-':// 减法运算left = expStack.top();right = new VarExpression(expStr[++i]);expStack.push(new SubExpression(left, right));break;default:// 变量表达式expStack.push(new VarExpression(expStr[i]));}}Expression* expression = expStack.top();return expression;
}void release(Expression* expression){//释放表达式树的节点内存...
}int main(int argc, const char * argv[]) {string expStr = "a+b-c+d-e";map<char, int> var;var.insert(make_pair('a',5));var.insert(make_pair('b',2));var.insert(make_pair('c',1));var.insert(make_pair('d',6));var.insert(make_pair('e',10));Expression* expression= analyse(expStr);int result=expression->interpreter(var);cout<<result<<endl;release(expression);return 0;
}

要点总结

Interpreter模式的应用场合是Interpreter模式应用中的难点，只有满足”业务规则频繁变化，且类似的结构不断重复出现，并且容易抽象为语法规则的问题“才适合使用Interpreter模式。

使用Interpreter模式来表示文法规则，从而可以使用面向对象技巧来方便地”扩展“文法。

Interpreter模式比较适合简单的文法表示，对于复杂的文法表示，Interpreter模式会产生比较大的类层次结构，需要求助于语法分析生成器这样的标准工具。