Java设计模式之行为型-解释器模式（UML类图+案例分析）

**Java 设计模式之行为型 - 解释器模式**

**概述**

解释器模式是一种行为型设计模式，它允许你定义一个语言或表达式的语法规则，并且能够使用这些规则来解释该语言或表达式。

**UML 类图**

下面是解释器模式的 UML 类图：

markdown+---------------+
| Context |
+---------------+
 |
 |
 v+---------------+
| AbstractExpression |
+---------------+
 |
 |
 v+---------------+ +---------------+
| TerminalExpression | | NonterminalExpression |
+---------------+ +---------------+
 | |
 | |
 v v+---------------+ +---------------+
| ConcreteTerminalExpression | | ConcreteNonterminalExpression |
+---------------+ +---------------+

**类解释**

* **Context**: 上下文环境，负责管理解释器的执行。
* **AbstractExpression**: 抽象表达式类，定义了解释器模式的基本接口和行为。
* **TerminalExpression**: 终端表达式类，代表了最简单的表达式，如数字或字符。
* **NonterminalExpression**: 非终端表达式类，代表了复杂的表达式，如运算符或函数调用。
* **ConcreteTerminalExpression** 和 **ConcreteNonterminalExpression**:具体实现类，分别对应于终端和非终端表达式。

**案例分析**

假设我们要设计一个简单的数学表达式解释器。我们可以使用以下类结构：

markdown+---------------+
| Context |
+---------------+
 |
 |
 v+---------------+
| AbstractExpression |
+---------------+
 |
 |
 v+---------------+ +---------------+
| TerminalExpression | | NonterminalExpression |
+---------------+ +---------------+
 | |
 | |
 v v+---------------+ +---------------+
| NumberExpression | | OperatorExpression |
+---------------+ +---------------+

其中：

* **Context**: 上下文环境，负责管理解释器的执行。
* **AbstractExpression**: 抽象表达式类，定义了解释器模式的基本接口和行为。
* **TerminalExpression**: 终端表达式类，代表了最简单的表达式，如数字或字符。
* **NonterminalExpression**: 非终端表达式类，代表了复杂的表达式，如运算符或函数调用。
* **NumberExpression** 和 **OperatorExpression**:具体实现类，分别对应于数字和运算符。

下面是具体的 Java代码示例：

java// AbstractExpression.javapublic abstract class AbstractExpression {
 public abstract int interpret(Context context);
}

// TerminalExpression.javapublic class NumberExpression extends AbstractExpression {
 private int number;

 public NumberExpression(int number) {
 this.number = number;
 }

 @Override public int interpret(Context context) {
 return number;
 }
}

// NonterminalExpression.javapublic abstract class OperatorExpression extends AbstractExpression {
 protected AbstractExpression left;
 protected AbstractExpression right;

 public OperatorExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) {
 this.left = left;
 this.right = right;
 }

 @Override public int interpret(Context context) {
 return0; // 需要子类实现 }
}

// ConcreteNonterminalExpression.javapublic class AddExpression extends OperatorExpression {
 public AddExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right) {
 super(left, right);
 }

 @Override public int interpret(Context context) {
 return left.interpret(context) + right.interpret(context);
 }
}

**使用示例**

javapublic class Context {
 private int result;

 public void setResult(int result) {
 this.result = result;
 }

 public int getResult() {
 return result;
 }
}

public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 Context context = new Context();
 AbstractExpression expression = new AddExpression(
 new NumberExpression(2),
 new NumberExpression(3)
 );

 context.setResult(expression.interpret(context));
 System.out.println("结果：" + context.getResult());
 }
}

**结论**

解释器模式是一种行为型设计模式，允许你定义一个语言或表达式的语法规则，并且能够使用这些规则来解释该语言或表达式。通过使用抽象类和具体实现类，可以灵活地扩展和修改解释器的功能。