《设计模式之禅》之解释器模式

一、解释器模式的定义

解释器模式是一种按照指定规定语法进行解析的方案,在现在项目中使用较少,其定义如下:
给定一门语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器,该解释器使用该表示来解释语言中的句子。

解释器模式通用类:

(1)AbstractExpression–抽象解释器

具体的解释任务由各个实现类完成,具体的解释器分别由TerminalExpression和Non-terminalExpression完成

(2)TerminalExpression–终结符表达式

实现与文法中的元素相关联的解释操作,通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式,但有多个实例,对应不同的终结符。具体到我们例子就是Var-Expression类,表达式中的每个终结符都在栈中产生了一个VarExpression对象。

(3)NonterminalExpression–非终结符表达式

文法中的每条规则对应于一个非终结表达式,具体到我们的例子就是加减法规则分别对应AddExpression和SubExpression两个类。非终结符表达式根据逻辑的复杂程度而增加,原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式。

(4)Context–环境角色

具体到我们的例子中是采用Hash-Map代替。

二、解释器模式的应用

1.解释器模式的优点

解释器是一个简单语法分析工具,它最显著的优点就是扩展性,修改语法规则只要修改相应的非终结符表达式就可以了,若扩展语法,则只要增加非终结符类就可以了。

2.解释器模式的缺点

(1)解释器模式会引起类膨胀

每个语法都要产生一个非终结符表达式,语法规则比较复杂时,就可能产生大量的类文件,为维护带来了非常多的麻烦。

(2)解释器模式采用递归调用方法

每个非终结符表达式只关心与自己有关的表达式,必须一层一层地剥茧,无论是面向过程的语言还是面向对象的语言,递归都是在必要条件下使用的,它导致调试非常复杂。想想看,如果要排查一个语法错误,我们是不是要一个断点地调试下去,直到最小的语法单元。

(3)效率问题

解释器模式由于使用了大量的循环和递归,效率是一个不容忽视的问题,特别是用于解析复杂、冗长的语法时,效率是难以忍受的。

3.解释器模式使用的场景

(1)重复发生的问题可以使用解释器模式

例如,多个应用服务器,每天产生大量的日志,需要对日志文件进行分析处理,由于各个服务器的日志格式不同,但是数据要素是相同的,按照解释器的说法就是终结符表达式都是相同的,但是非终结符表达式就需要制定了。在这种情况下,可以通过程序来一劳永逸地解决该问题。

(2)一个简单语法需要解释的场景

为什么是简单?
看看非终结表达式,文法规则越多,复杂度越高,而且类间还要进行递归调用。想想看,多个类之间的调用你需要什么样的耐心和信心去排查问题。因此,解释器模式一般用来解析比较标准的字符集,例如SQL语法分析,不过该部分逐渐被专用工具所取代。

4.解释器模式的注意事项

尽量不要在重要的模块中使用解释器模式,否则维护会是一个很大的问题。在项目中可以使用shell、JRuby、Groovy等脚本语言来代替解释器模式,弥补Java编译型语言的不足。我们在一个银行的分析型项目中就采用JRuby进行运算处理,避免使用解释器模式的四则运算,效率和性能各方面表现良好。

三、最佳实践

解释器模式在实际的系统开发中使用得非常少,因为它会引起效率、性能以及维护等问题,一般在大中型的框架型项目能够找到它的身影,如一些数据分析工具、报表设计工具、科学计算工具等,若你确实遇到”一种特定类型的问题发生的频率足够高”的情况,准备使用解释器模式时,可以考虑Expression4J、MESP、Jep等开源的解析工具包,功能异常强大,而且非常容易使用,效率也还不错,实现大多数的数学运算完全没有问题,自己没有必要从头开始编写解释器。
代码例子:
https://github.com/developers-youcong/DesignPatternPractice/tree/master/Interpreter

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 dio@foxmail.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐


什么是设计模式一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码 设计经验 的总结;使用设计模式是为了 可重用 代码、让代码 更容易 被他人理解、保证代码 可靠性;设计模式使代码编制  真正工程化;设计模式使软件工程的 基石脉络, 如同大厦的结构一样;并不直接用来完成代码的编写,而是 描述 在各种不同情况下,要怎么解决问题的一种方案;能使不稳定依赖于相对稳定、具体依赖于相对抽象,避免引
单一职责原则定义(Single Responsibility Principle,SRP)一个对象应该只包含 单一的职责,并且该职责被完整地封装在一个类中。Every  Object should have  a single responsibility, and that responsibility should be entirely encapsulated by t
动态代理和CGLib代理分不清吗,看看这篇文章,写的非常好,强烈推荐。原文截图*************************************************************************************************************************原文文本************
适配器模式将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口,使得原本接口不兼容的类可以相互合作。
策略模式定义了一系列算法族,并封装在类中,它们之间可以互相替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。
设计模式讲的是如何编写可扩展、可维护、可读的高质量代码,它是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题,总结出来的一套通用的解决方案。
模板方法模式在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中,使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。
迭代器模式提供了一种方法,用于遍历集合对象中的元素,而又不暴露其内部的细节。
外观模式又叫门面模式,它提供了一个统一的(高层)接口,用来访问子系统中的一群接口,使得子系统更容易使用。
单例模式(Singleton Design Pattern)保证一个类只能有一个实例,并提供一个全局访问点。
组合模式可以将对象组合成树形结构来表示“整体-部分”的层次结构,使得客户可以用一致的方式处理个别对象和对象组合。
装饰者模式能够更灵活的,动态的给对象添加其它功能,而不需要修改任何现有的底层代码。
观察者模式(Observer Design Pattern)定义了对象之间的一对多依赖,当对象状态改变的时候,所有依赖者都会自动收到通知。
代理模式为对象提供一个代理,来控制对该对象的访问。代理模式在不改变原始类代码的情况下,通过引入代理类来给原始类附加功能。
工厂模式(Factory Design Pattern)可细分为三种,分别是简单工厂,工厂方法和抽象工厂,它们都是为了更好的创建对象。
状态模式允许对象在内部状态改变时,改变它的行为,对象看起来好像改变了它的类。
命令模式将请求封装为对象,能够支持请求的排队执行、记录日志、撤销等功能。
备忘录模式(Memento Pattern)保存一个对象的某个状态,以便在适当的时候恢复对象。备忘录模式属于行为型模式。 基本介绍 **意图:**在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该
顾名思义,责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型,对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为
享元模式(Flyweight Pattern)(轻量级)(共享元素)主要用于减少创建对象的数量,以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式,它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结