16、 Golang 设计模式:16_解释器模式

1、介绍

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(Interpreter)是一种针对特定问题设计的一种解决方案。例如,匹配字符串的时候,由于匹配条件非常灵活,使得通过代码来实现非常不灵活。

举个例子,针对以下的匹配条件:

  • 以+开头的数字表示的区号和电话号码,如+861012345678;
  • 以英文开头,后接英文和数字,并以.分隔的域名,如www.liaoxuefeng.com;
  • 以/开头的文件路径,如/path/to/file.txt;
  • ...

因此,需要一种通用的表示方法——正则表达式来进行匹配。正则表达式就是一个字符串,但要把正则表达式解析为语法树,然后再匹配指定的字符串,就需要一个解释器。

实现一个完整的正则表达式的解释器非常复杂,但是使用解释器模式却很简单:

 String s = "+861012345678";
System.out.println(s.matches("^\\+\\d+$"));

类似的,当我们使用JDBC时,执行的SQL语句虽然是字符串,但最终需要数据库服务器的SQL解释器来把SQL“翻译”成数据库服务器能执行的代码,这个执行引擎也非常复杂,但对于使用者来说,仅仅需要写出SQL字符串即可。

解释器模式的结构

2、示例

示例代码:

 package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
    "strings"
)

//解释器接口
type Node interface {
    Interpret() int //解释方法
}

//数据节点
type ValNode struct {
    val int
}

func (vn *ValNode) Interpret() int {
    return vn.val
}

//=============加法节点=============
type AddNode struct {
    left, right Node
}

func (an *AddNode) Interpret() int {
    return an.left.Interpret() + an.right.Interpret()
}

//=============减法节点=============
type SubNode struct {
    left, right Node
}

func (an *SubNode) Interpret() int {
    return an.left.Interpret() - an.right.Interpret()
}

//=============解释对象=============
type Parser struct {
    exp   []string //表达式
    index int      //索引
    prev  Node     //前序节点
}

func (p *Parser) newValNode() Node { //执行数据操作
    v, _ := strconv.Atoi(p.exp[p.index])
    p.index++
    return &ValNode{val: v}
}
func (p *Parser) newAddNode() Node { //执行加法操作( + )
    p.index++
    return &AddNode{
        left:  p.prev,
        right: p.newValNode(),
    }
}
func (p *Parser) newSubNode() Node { //执行减法操作( - )
    p.index++
    return &SubNode{
        left:  p.prev,
        right: p.newValNode(),
    }
}
func (p *Parser) Result() Node { //返回结果
    return p.prev
}
func (p *Parser) Parse(exp string) { //对表达式进行解析
    p.exp = strings.Split(exp, " ") //通过空格分割
    for {
        if p.index >= len(p.exp) {
            return
        }
        switch p.exp [p.index] {
        case "+":
            p.prev = p.newAddNode()
        case "-":
            p.prev = p.newSubNode()
        default:
            p.prev = p.newValNode()

        }
    }
}
func main() {
    p := Parser{}
    p.Parse("1 + 2 + 3 - 4 + 10") //是通过空格进行解释的
    fmt.Println(p.Result().Interpret())
}

UML图: