解释器模式 低频

解释器模式（Interpreter Pattern）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，该解释器使用该表示来解释语言中的句子。常用于实现简单的领域特定语言（DSL）。

优缺点

优点	缺点
易于扩展文法 —— 新增表达式类即新增语法规则	复杂文法导致类爆炸，维护困难
实现文法较为容易，每个表达式节点职责单一	对于复杂文法，解释器效率较低
可方便地在语法树上增加操作	不适合语法规则复杂的语言

适用场景

• 需要解释执行一种简单语言，语法规则不复杂
• 文法固定，但解释操作可能变化
• 重复出现的问题可以用简单语言表达
• 编译器、计算器、正则表达式引擎等场景

解释器模式

import java.util.Map;

// 抽象表达式
interface Expression {
    int interpret(Map<String, Integer> context);
}

// 终结符表达式：变量
class Variable implements Expression {
    private final String name;

    public Variable(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int interpret(Map<String, Integer> context) {
        Integer value = context.get(name);
        if (value == null) {
            throw new RuntimeException("未定义变量: " + name);
        }
        return value;
    }
}

// 非终结符表达式：加法
class Add implements Expression {
    private final Expression left, right;

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

    @Override
    public int interpret(Map<String, Integer> context) {
        return left.interpret(context) + right.interpret(context);
    }
}

// 非终结符表达式：减法
class Subtract implements Expression {
    private final Expression left, right;

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

    @Override
    public int interpret(Map<String, Integer> context) {
        return left.interpret(context) - right.interpret(context);
    }
}

// 数字常量（终结符）
class Number implements Expression {
    private final int value;

    public Number(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public int interpret(Map<String, Integer> context) {
        return value;
    }
}

// 使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 构建表达式: (a + b) - (c - 10)
        Expression expr = new Subtract(
            new Add(new Variable("a"), new Variable("b")),
            new Subtract(new Variable("c"), new Number(10))
        );

        Map<String, Integer> ctx = Map.of("a", 5, "b", 3, "c", 8);
        int result = expr.interpret(ctx);
        System.out.println("结果: " + result);  // (5+3) - (8-10) = 10
    }
}

语法树示例

        Subtract
        /      \
     Add       Subtract
    /   \      /    \
   a     b    c      10

与策略模式的区别

模式	关注点
解释器模式	定义文法规则并解释执行，每个规则是一个类
策略模式	定义算法族并使其可互换，每个策略是一个算法

经典应用

• 正则表达式引擎：将正则字符串解析为表达式树
• Spring SpEL：Spring 表达式语言解析执行
• Lombok：对注解中的表达式进行解析
• SQL 解析器：将 SQL 语句解析为语法树执行