“領域規則”模式

在特定領域內，某些變化雖然頻繁，但可以抽象為某種規則。這時候，結合特定領域，將問題抽象為語法規則，從而給出該領域下的一般性解決方案。

• 典型模式
  • Interpreter

解析器（Interpreter）

給定一個語言，定義它的文法的一種表示，并定義一種解釋器，這個解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。
——《設計模式》GoF

• 動機
  在軟件構建過程中，如果某一特定領域的問題比較復雜，類似的結構不斷的重復出現，如果使用普通的變成方式來實現將面臨非常頻繁的變化。
  在這種情況下，將特定領域的問題表達為某種語法規則下的句子，然后構建一個解析器來解釋這樣的句子，從而達到解決問題的目的。

#include <iostream>
#include <map>
#include <stack>

using namespace std;

class Expression {
public:
    virtual int interpreter(map<char, int> var)=0;
    virtual ~Expression(){}
};

//變量表達式
class VarExpression: public Expression {
    
    char key;
    
public:
    VarExpression(const char& key)
    {
        this->key = key;
    }
    
    int interpreter(map<char, int> var) override {
        return var[key];
    }
    
};

//符號表達式
class SymbolExpression : public Expression {
    
    // 運算符左右兩個參數
protected:
    Expression* left;
    Expression* right;
    
public:
    SymbolExpression( Expression* left,  Expression* right):
        left(left),right(right){
        
    }
    
};

//加法運算
class AddExpression : public SymbolExpression {
    
public:
    AddExpression(Expression* left, Expression* right):
        SymbolExpression(left,right){
        
    }
    int interpreter(map<char, int> var) override {
        return left->interpreter(var) + right->interpreter(var);
    }
    
};

//減法運算
class SubExpression : public SymbolExpression {
    
public:
    SubExpression(Expression* left, Expression* right):
        SymbolExpression(left,right){
        
    }
    int interpreter(map<char, int> var) override {
        return left->interpreter(var) - right->interpreter(var);
    }
    
};



Expression*  analyse(string expStr) {
    
    stack<Expression*> expStack;
    Expression* left = nullptr;
    Expression* right = nullptr;
    for(int i=0; i<expStr.size(); i++)
    {
        switch(expStr[i])
        {
            case '+':
                // 加法運算
                left = expStack.top();
                right = new VarExpression(expStr[++i]);
                expStack.push(new AddExpression(left, right));
                break;
            case '-':
                // 減法運算
                left = expStack.top();
                right = new VarExpression(expStr[++i]);
                expStack.push(new SubExpression(left, right));
                break;
            default:
                // 變量表達式
                expStack.push(new VarExpression(expStr[i]));
        }
    }
   
    Expression* expression = expStack.top();

    return expression;
}

void release(Expression* expression){
    
    //釋放表達式樹的節點內存...
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    
    string expStr = "a+b-c+d-e";
    map<char, int> var;
    var.insert(make_pair('a',5));
    var.insert(make_pair('b',2));
    var.insert(make_pair('c',1));
    var.insert(make_pair('d',6));
    var.insert(make_pair('e',10));

    
    Expression* expression= analyse(expStr);
    
    int result=expression->interpreter(var);
    
    cout<<result<<endl;
    
    release(expression);
    
    return 0;
}

以上是一個關于字符串類型的表達式的解析代碼。

Interpreter的UML

要點總結：

• Interpreter模式的應用場合是Interpreter模式應用中的難點，只有滿足“業務規則頻繁變化，且類似的結構不斷重復出現，并且容易抽象為語法規則的問題”才適合使用Interpreter模式。
• 使用Interpreter模式來表示文法規則，從而可以使用面向對象技巧來方便地“擴展”文法
• Interpreter模式比較適合簡單的文法表示，對于復雜的文法表示，Interpreter模式會產生比較大的類層次結構，需要求助于語法分析生成器這樣的標準工具。