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解释器模式行为型模式之五

news 2025/7/15 10:48:18

1.定义

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。比如加减乘除在代码里是一种表示，我们需要翻译成可以阅读的数学公式，并且可以供用户输入数字得到输出结果。

2.组成结构

抽象表达式（Abstract Expression）：定义解释器的接口，约定解释器的解释操作，主要包含解释方法 interpret()。
终结符表达式（Terminal Expression）：是抽象表达式的子类，用来实现文法中与终结符相关的操作，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。
非终结符表达式（Nonterminal Expression）：也是抽象表达式的子类，用来实现文法中与非终结符相关的操作，文法中的每条规则都对应于一个非终结符表达式。
上下文（Context）：通常包含各个解释器需要的数据或是公共的功能，一般用来传递被所有解释器共享的数据，后面的解释器可以从这里获取这些值。

我们将用示例代码来解释各个组成部分的意义。

3.示例代码

#include <iostream>
#include <map>using namespace std;#define DELETE(pointer) delete pointer; pointer=nullptr
const string key1 = string("s1");
const string key2 = string("s2");
const string key3 = string("s3");
const string key4 = string("s4");class Context
{
public:Context() {datas[key1] = 1;datas[key2] = 2;datas[key3] = 3;datas[key4] = 4;}int getValue(string key) {if (!datas.count(key)){return 0;}return datas[key];}private:std::map<string, int> datas;
};class Expression
{
public:Expression(Expression* left, Expression* right) :left(left), right(right) { }virtual ~Expression() {if (left != nullptr){DELETE(left);}if (right != nullptr){DELETE(right);}}virtual int interpreter(Context* context) = 0;protected:Expression* left;Expression* right;
};class MultiExpression : public Expression
{
public:MultiExpression(Expression* left, Expression* right) : Expression(left, right) { }int interpreter(Context* context) override {if ((left == nullptr) || (right == nullptr)){return 0;}return left->interpreter(context) * right->interpreter(context);}
};class DivisionExpression : public Expression
{
public:DivisionExpression(Expression* left, Expression* right) : Expression(left, right) { }int interpreter(Context* context) override {if ((left == nullptr) || (right == nullptr)){return 0;}return left->interpreter(context) / right->interpreter(context);}
};class TerminalExpression : public Expression
{
public:TerminalExpression(int value) : value(value), Expression(nullptr, nullptr) { }int interpreter(Context* context) {return value;}private:int value;
};void doInterpreter() // 客户端client
{/*   3*4/2==6  对应语法树如下：/   （除法）/ \*  2/ \3   4*/Context context;MultiExpression* multiExpression = new MultiExpression(new TerminalExpression(context.getValue(key3)), new TerminalExpression(context.getValue(key4))); // 终止节点作为叶子结点，非终止节点作为非叶子节点int mutil = multiExpression->interpreter(&context);cout << "mutil==" << mutil << endl;DivisionExpression* divisionExpression = new DivisionExpression(multiExpression, new TerminalExpression(context.getValue(key2))); // 乘法表达式作为左子树 / 右子树int division = divisionExpression->interpreter(&context); // 运行解释器cout << "division==" << division << endl;DELETE(divisionExpression);// 这里注意，不能第二次释放divisionExpression，因为此时它是divisionExpression的左子树//，divisionExpression释放的时候会自动释放左右子树，也就是递归释放，最终只需要释放最后一次嵌套调用的就行
}int main()
{doInterpreter();system("pause");return 1;
}