设计模式之笔记--解释器模式(Interpreter)
解释器模式(Interpreter)
定义
解释器模式(Interpreter),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。
类图
描述
Expression:抽象表达式,声明一个所有的具体表达式都需要实现的抽象接口;这个接口主要是一个interpret()方法,称做解释操作。
Terminal Expression:终结符表达式,实现了抽象表达式所要求的接口;文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。比如公式R=R1+R2,R1和R2就是终结符,对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。
Nonterminal Expression:非终结符表达式,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,比如公式R=R1+R2中,“+"就是非终结符,解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。
Context:环境,它的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值,比如R=R1+R2,给R1赋值100,给R2赋值200,这些信息需要存放到环境中。
应用场景
首先输入一个加减或乘除的运算公式,比如a+b-c+a或a*b/c*a,再给每个参数赋值,最后根据公式完成运算并得到结果。
/// <summary>
/// 环境
/// </summary>
public class Context
{
private Dictionary<char, double> variable;
public Dictionary<char, double> Variable
{
get
{
if (this.variable == null)
{
this.variable = new Dictionary<char, double>();
}
return this.variable;
}
}
} /// <summary>
/// 抽象表达式
/// </summary>
public abstract class Expression
{
public abstract double Interpret(Context context);
} /// <summary>
/// 变量,终结符表达式
/// </summary>
public class VariableExpression : Expression
{
private char key;
public VariableExpression(char key)
{
this.key = key;
} public override double Interpret(Context context)
{
return context.Variable[this.key];
}
} /// <summary>
/// 操作符,非终结符表达式
/// </summary>
public abstract class OperatorExpression : Expression
{
protected Expression left;
protected Expression right; public OperatorExpression(Expression left, Expression right)
{
this.left = left;
this.right = right;
}
} public class AddExpression : OperatorExpression
{
public AddExpression(Expression left, Expression right)
: base(left, right)
{ } public override double Interpret(Context context)
{
return this.left.Interpret(context) + this.right.Interpret(context);
}
} public class SubExpression : OperatorExpression
{
public SubExpression(Expression left, Expression right)
: base(left, right)
{ } public override double Interpret(Context context)
{
return this.left.Interpret(context) - this.right.Interpret(context);
}
} public class MulExpression: OperatorExpression
{
public MulExpression(Expression left, Expression right)
: base(left, right)
{ } public override double Interpret(Context context)
{
return this.left.Interpret(context) * this.right.Interpret(context);
}
} public class DivExpression: OperatorExpression
{
public DivExpression(Expression left, Expression right)
: base(left, right)
{ } public override double Interpret(Context context)
{
return this.left.Interpret(context) / this.right.Interpret(context);
}
} public class Calculator
{
private string expression;
private Context context; public Calculator(string expression)
{
this.expression = expression;
this.context = new Context();
} public double Calculate()
{
char[] vars = this.expression.ToCharArray();
foreach (char c in vars)
{
if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/')
{
continue;
}
if (!this.context.Variable.ContainsKey(c))
{
Console.Write(c + "=");
this.context.Variable.Add(c, double.Parse(Console.ReadLine()));
}
}
Expression left = new VariableExpression(vars[]);
Expression right = null;
Stack<Expression> stack = new Stack<Expression>();
stack.Push(left);
for (int i = ; i < vars.Length; i += )
{
left = stack.Pop();
right = new VariableExpression(vars[i + ]);
switch (vars[i])
{
case '+':
stack.Push(new AddExpression(left, right));
break;
case '-':
stack.Push(new SubExpression(left, right));
break;
case '*':
stack.Push(new MulExpression(left, right));
break;
case '/':
stack.Push(new DivExpression(left, right));
break;
}
}
double value = stack.Pop().Interpret(this.context);
stack.Clear();
return value;
}
}
输入公式:a+b-c+a
赋值:
a=10
b=5
c=3
运算结果:22
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