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深入浅出设计模式——解释器模式（Interpreter Pattern）
模式动机
如果在系统中某一特定类型的问题发生的频率很高，此时可以考虑将这些问题的实例表述为一个语言中的句子，因此可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决这些问题。
解释器模式描述了如何构成一个简单的语言解释器，主要应用在使用面向对象语言开发的编译器中。
模式定义
解释器模式(Interpreter Pattern) ：定义语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子，这里的“语言”意思是使用规定格式和语法的代码，它是一种类行为型模式。
Interpreter Pattern: Given a language, define a representation for its grammar along with an interpreter that uses the representation to interpret sentences in the language.
Frequency of use: low
UML图
模式结构
解释器模式包含如下角色：
AbstractExpression: 抽象表达式
TerminalExpression: 终结符表达式
NonterminalExpression: 非终结符表达式
Context: 环境类
Client: 客户类
模式分析
解释器模式描述了如何为简单的语言定义一个文法，如何在该语言中表示一个句子，以及如何解释这些句子。
文法规则实例：
expression ::= value | symbol
symbol ::= expression ‘+‘ expression | expression ‘-‘ expression
value ::= an integer //一个整数值
在文法规则定义中可以使用一些符号来表示不同的含义，如使用“|”表示或，使用“{”和“}”表示组合，使用“*”表示出现0次或多次等，其中使用频率最高的符号是表示或关系的“|” 。
抽象语法树：
除了使用文法规则来定义一个语言，在解释器模式中还可以通过一种称之为抽象语法树(Abstract Syntax Tree, AST)的图形方式来直观地表示语言的构成，每一棵抽象语法树对应一个语言实例。
抽象语法树描述了如何构成一个复杂的句子，通过对抽象语法树的分析，可以识别出语言中的终结符和非终结符类。
在解释器模式中，每一种终结符和非终结符都有一个具体类与之对应，正因为使用类来表示每一个语法规则，使得系统具有较好的扩展性和灵活性。
模式实例与解析
以中英文翻译系统为例来介绍解释器模式
体系结构
AbstractExpression接口 IExpression.cs
using System.Text;namespace InterpreterPattern{ //定义AbstractExpression接口 interface IExpression { void Interpret(StringBuilder sb); }}
具体的Expression WordExpression.cs
using System.Text;namespace InterpreterPattern{ //定义具体的Expression，这里包括对英文单词的翻译和对英文句号的翻译。 public class WordExpression : IExpression { private string _value; public WordExpression(string value) { _value = value; } public void Interpret(StringBuilder sb) { sb.Append(ChineseEnglishDict.GetEnglish(_value.ToLower())); } }}
SymbolExpression.cs
using System.Text;namespace InterpreterPattern{ //对英文句号的翻译 public class SymbolExpression : IExpression { private string _value; public SymbolExpression(string value) { this._value =http://www.mamicode.com/ value; } public void Interpret(StringBuilder sb) { switch (_value) { case ".": sb.Append("。"); break; } } }}
Context: 环境类 ChineseEnglishDict.cs
using System.Collections.Generic;namespace InterpreterPattern{ public static class ChineseEnglishDict { private static Dictionary<string, string> _dictory = new Dictionary<string, string>(); static ChineseEnglishDict() { _dictory.Add("this", "这"); _dictory.Add("is", "是"); _dictory.Add("an", "一个"); _dictory.Add("apple", "苹果"); } public static string GetEnglish(string value) { return _dictory[value]; } }}
将各部分解释器组合起来进行包装，方便用户调用 Translator.cs
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;namespace InterpreterPattern{ //将各部分解释器组合起来进行包装，方便用户调用。 public static class Translator { public static string Translate(string sentense) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); List<IExpression> expressions = new List<IExpression>(); string[] elements = sentense.Split(new char[] { ‘.‘ }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); foreach (string element in elements) { string[] words = element.Split(new char[] { ‘ ‘ }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); foreach (string word in words) { expressions.Add(new WordExpression(word)); } expressions.Add(new SymbolExpression(".")); } foreach (IExpression expression in expressions) { expression.Interpret(sb); } return sb.ToString(); } }}
Client：客户类
using System;namespace InterpreterPattern{ class Program { static void Main(string[] args) { string englist = "This is an apple."; string chinese = Translator.Translate(englist); Console.WriteLine(chinese); Console.Read(); } }}
模式优缺点
解释器模式的优点
易于改变和扩展文法。
易于实现文法。
增加了新的解释表达式的方式。
解释器模式的缺点
对于复杂文法难以维护。
执行效率较低。
应用场景很有限。
模式适用环境
在以下情况下可以使用解释器模式：
可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。
一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。
文法较为简单。
效率不是关键问题。
【声明与感谢】
本文，站在许多巨人的肩膀上，借鉴和引用了许多他人拥有版权的作品或著述，在此，对前人们的贡献致谢。并同时公布引用的内容、原作者或来源（一些来源于互联网的内容本人无法追述本源，深表遗憾）。
【参考文献】
《设计模式—可复用面向对象软件的基础》作者: [美] Erich Gamma / Richard Helm / Ralph Johnson / John Vlissides 译者: 李英军 / 马晓星 / 蔡敏 / 刘建中 等 机械工业出版社
《重构—改善既有代码的设计》作者: Martin Fowler译者：候捷 中国电力出版社
《敏捷软件开发—原则、模式与实践》作者: Robert C. Martin 清华大学出版社
《程序员修炼之道—从小工到专家》作者: Andrew Hunt / David Thomas 电子工业出版社
《Head First 设计模式》作者: 弗里曼 译者: O‘Reilly Taiwan公司 中国电力出版社
《设计模式之禅》 作者: 秦小波 机械工业出版社
MSDN WebCast 《C#面向对象设计模式纵横谈》 讲师：李建忠
刘伟. 设计模式. 北京：清华大学出版社, 2011.
刘伟. 设计模式实训教程. 北京：清华大学出版社, 2012.
《大话设计模式》 作者: 程杰 清华大学出版社
《C#图解教程》作者: 索利斯 译者: 苏林 / 朱晔 人民邮电出版社
《你必须知道的.NET》作者: 王涛
《项目中的.NET》作者: 李天平 电子工业出版社
《Microsoft .NET企业级应用架构设计》作者: （美）埃斯波西托等编著 译者: 陈黎夫
http://www.dofactory.com/Patterns/Patterns.aspx .NET Design Patterns
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