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前言

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一、解释器模式基本介绍

解释器模式的原理类图

二、通过解释器模式来实现四则运算

完整代码

抽象表达式类 Expression

package tanchishell.SJMS.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 抽象类表达式，通过 HashMap 键值对, 可以获取到变量的值
 *
 *
 *
 */
public abstract class Expression {

    // a + b - c
// 解释公式和数值, key 就是公式(表达式) 参数[a,b,c], value 就是就是具体值
// HashMap {a=10, b=20}
    public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);
}

变量表达式类 VarExpression

package tanchishell.SJMS.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 变量的解释器
 */
public class VarExpression extends Expression {
    private String key; // key=a,key=b,key=c

    public VarExpression(String key) {
        this.key = key;
    }

    // var 就是{a=10, b=20}
    // interpreter 根据 变量名称，返回对应值
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return var.get(this.key);
    }

}

抽象运算符号解析器 SymbolExpression

package tanchishell.SJMS.interpreter;


import java.util.HashMap;

/**
 * 抽象运算符号解析器 这里，每个运算符号，都只和自己左右两个数字有关系，
 * 但左右两个数字有可能也是一个解析的结果，无论何种类型，都是 Expression 类的实现类
 */
public class SymbolExpression extends Expression {

    protected Expression left;
    protected Expression right;

    public SymbolExpression(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    //因为 SymbolExpression 是让其子类来实现，因此 interpreter 是一个默认实现
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return 0;

    }
}

加法解释器 AddExpression

package tanchishell.SJMS.interpreter;


import java.util.HashMap;

/**
 * 加法解释器
 */
public class AddExpression extends SymbolExpression {

    public AddExpression(Expression left, Expression right) {
        super(left, right);
    }

    //处理相加
    //var 仍然是 {a=10,b=20}.. //一会我们 debug 源码,就 ok
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
         //super.left.interpreter(var) ： 返回 left 表达式对应的值 a = 10
        //super.right.interpreter(var): 返回 right 表达式对应值 b = 20
        return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);
    }
}

减法解释器 SubExpression

package tanchishell.SJMS.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 减法解释器
 *
 */
public class SubExpression extends SymbolExpression {

    public SubExpression(Expression left, Expression right) {
        super(left, right);
    }

    //求出 left 和 right 表达式相减后的结果
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);
    }
}

计算器类 Calculator

package tanchishell.SJMS.interpreter;

import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;

public class Calculator {

    // 定义表达式
    private Expression expression;
    // 构造函数传参，并解析

    public Calculator(String expStr) { // expStr = a+b
        // 安排运算先后顺序
        Stack<Expression> stack = new Stack<>();
        // 表达式拆分成字符数组
        char[] charArray = expStr.toCharArray();// [a, +, b]
        Expression left = null;
        Expression right = null;
        //遍历我们的字符数组， 即遍历 [a, +, b]
        //针对不同的情况，做处理
        for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
            switch (charArray[i]) {
                case '+': //
                    left = stack.pop();// 从 stack 取出 left => "a"
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));// 取出右表达式 "b"
                    stack.push(new AddExpression(left, right));// 然后根据得到 left 和 right 构建 AddExpresson 加入stack
                    break;
                case '-': //
                    left = stack.pop();
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
                    stack.push(new SubExpression(left, right));
                    break;
                default:
                    //如果是一个 Var 就创建要给 VarExpression 对象，并 push 到 stack
                    stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
                    break;
            }
        }
        //当遍历完整个 charArray 数组后，stack 就得到最后 Expression
        this.expression = stack.pop();
    }

    public int run(HashMap<String, Integer> var) {
        //最后将表达式 a+b 和 var = {a=10,b=20}
        //然后传递给 expression 的 interpreter 进行解释执行
        return this.expression.interpreter(var);
    }
}

Clint 测试类

package tanchishell.SJMS.interpreter;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;

public class ClientTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        String expStr = getExpStr(); // a+b
        HashMap<String, Integer> var = getValue(expStr);// var {a=10, b=20}

        Calculator calculator = new Calculator(expStr);
        System.out.println("运算结果：" + expStr + "=" + calculator.run(var));
    }

    // 获得表达式
    public static String getExpStr() throws IOException {
        System.out.print("请输入表达式：");
        return (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
    }

    // 获得值映射
    public static HashMap<String, Integer> getValue(String expStr) throws IOException {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        for (char ch : expStr.toCharArray()) {
            if (ch != '+' && ch != '-') {
                if (!map.containsKey(String.valueOf(ch))) {
                    System.out.print("请输入" + String.valueOf(ch) + "的值：");
                    String in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
                    map.put(String.valueOf(ch), Integer.valueOf(in));
                }
            }
        }
        return map;
    }

}


输出

请输入表达式：a+b
请输入a的值：10
请输入b的值：10
运算结果：a+b=20

三、解释器模式在Spring框架应用的源码剖析

四、解释器模式的注意事项和细节