本文实例讲述了Java基于解释器模式实现定义一种简单的语言功能。分享给大家供大家参考，具体如下：
一 模式定义
解释器模式：就是给定一个语言的文法表示，并且定义一个解释器，用来解释语言中的句子。解释器模式描述了怎样在有了一个简单的文法后，使用模式设计解释这些语句。
二 模式举例
1 模式分析
我们自己设计一种语言来说明这一模式
（1）该语言区分大小写
（2）该语言以PROGRAM开头，END结尾
（3）PRINTLN表示打印一行并换行
（4）使用FOR…FROM…TO…END表示循环
示例语言内容如下：
PROGRAM PRINTLN start... FOR i FROM 90 TO 100 PRINTLN i END PRINTLN end...END
该句表示的意思是：首先打印“start…”换行，然后循环打印“90”换行、“91”换行、……“100”换行，最后打印“end…”换行。
2 该语言解释树结构
3 该语言解释器活动图
4 代码示例
4.1 创建上下文环境――Context
package com.demo.interpreter.context;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.StringTokenizer;/** * 上下文环境 * * @author * */public class Context { // 待解析的文本内容 private final StringTokenizer stringTokenizer; // 当前命令 private String currentToken; // 用来存储动态变化信息内容 private final Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); /** * 构造方法设置解析内容 * * @param text */ public Context(String text) { // 使用空格分隔待解析文本内容 this.stringTokenizer = new StringTokenizer(text); } /** * 解析文本 */ public String next() { if (this.stringTokenizer.hasMoreTokens()) { currentToken = this.stringTokenizer.nextToken(); } else { currentToken = null; } return currentToken; } /** * 判断命令是否正确 * * @param command * @return */ public boolean equalsWithCommand(String command) { if (command == null || !command.equals(this.currentToken)) { return false; } return true; } /** * 获得当前命令内容 * * @return */ public String getCurrentToken() { return this.currentToken; } /** * 获得节点的内容 * * @return */ public String getTokenContent(String text) { String str = text; if (str != null) { // 替换map中的动态变化内容后返回 Iterator<String> // 替换map中的动态变化内容后返回 Iterator<String> iterator = this.map.keySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { String key = iterator.next(); Object obj = map.get(key); str = str.replaceAll(key, obj.toString()); } } return str; } public void put(String key, Object value) { this.map.put(key, value); } public void clear(String key) { this.map.remove(key); }}4.2 表达式接口――IExpressions
package com.demo.interpreter.express;import com.demo.interpreter.context.Context;/** * * 表达式接口 * * @author * */public interface IExpressions { /** * 解析 * * @param context */ public void parse(Context context); /** * 执行方法 * * @param context */ public void interpret();}4.3 主表达式――ProgramExpression
package com.demo.interpreter.express;import com.demo.interpreter.context.Context;/** * program 表达式 * * @author * */public class ProgramExpression implements IExpressions { // 上下文环境 private final Context context; // 当前命令 private final static String COMMAND = "PROGRAM"; // 存储下一个表达式引用 private IExpressions expressions; /** * 构造方法将待解析的内容传入 * * @param text */ public ProgramExpression(String text) { this.context = new Context(text); this.parse(this.context); } @Override public void parse(Context context) { // 获取第一个命令节点 this.context.next(); } /** * 实现解释方法 */ @Override public void interpret() { // 判断是否是以PROGRAM 开始 if (!this.context.equalsWithCommand(COMMAND)) { System.out.println("The '" + COMMAND + "' is Excepted For Start!"); } else { // 是以PROGRAM 开始 this.context.next(); this.expressions = new ListExpression(); this.expressions.parse(this.context); // ListExpression表达式开始解析 this.expressions.interpret(); } }}4.4 列表表达式――ListExpression
package com.demo.interpreter.express;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;import com.demo.interpreter.context.Context;/** * 列表表达式 * * @author * */public class ListExpression implements IExpressions { private Context context; private final ArrayList<IExpressions> list = new ArrayList<IExpressions>(); /** * 构造方法将待解析的context传入 * * @param context */ public void parse(Context context) { this.context = context; // 在ListExpression解析表达式中,循环解释语句中的每一个单词,直到终结符表达式或者异常情况退出 while (true) { if (this.context.getCurrentToken() == null) { // 获取当前节点如果为 null 则表示缺少END表达式 System.out.println("Error: The Experssion Missing 'END'! "); break; } else if (this.context.equalsWithCommand("END")) { this.context.next(); // 解析正常结束 break; } else { // 建立Command 表达式 IExpressions expressions = new CommandExperssion(this.context); // 添加到列表中 list.add(expressions); } } } /** * 实现解释方法 */ @Override public void interpret() { // 循环list列表中每一个表达式 解释执行 Iterator<IExpressions> iterator = list.iterator(); while (iterator.hasNext()) { (iterator.next()).interpret(); } }}4.5 命令表达式――CommandExperssion
package com.demo.interpreter.express;import com.demo.interpreter.context.Context;/** * 命令表达式 * * @author * */public class CommandExperssion implements IExpressions { private final Context context; private IExpressions expressions; /** * 构造方法将待解析的context传入 * * @param context */ public CommandExperssion(Context context) { this.context = context; this.parse(this.context); } public void parse(Context context) { // 判断当前命令类别 在此只对For和最原始命令进行区分 if (this.context.equalsWithCommand("FOR")) { // 创建For表达式进行解析 expressions = new ForExpression(this.context); } else { // 创建原始命令表达式进行内容解析 expressions = new PrimitiveExpression(this.context); } } /** * 解析内容 */ @Override public void interpret() { // 解析内容 this.expressions.interpret(); }}4.6 循环表达式――ForExpression
package com.demo.interpreter.express;import com.demo.interpreter.context.Context;/** * For表达式 * * @author * */public class ForExpression implements IExpressions { private final Context context; // 存储当前索引key值 private String variable; // 存储循环起始位置 private int start_index; // 存储循环结束位置 private int end_index; private IExpressions expressions; /** * 构造方法将待解析的context传入 * * @param context */ public ForExpression(Context context) { this.context = context; this.parse(this.context); } /** * 解析表达式 */ @Override public void parse(Context context) { // 首先获取当前节点 this.context.next(); while (true) { // 判断节点 if (this.context.equalsWithCommand("FROM")) { // 设置开始索引内容 String nextStr = this.context.next(); try { this.start_index = Integer.parseInt(nextStr); } catch (Exception e) { System.out .println("Error: After 'FROM' Expression Exist Error!Please Check the Format Of Expression is Correct!"); break; } // 获取下一个节点 this.context.next(); } else if (this.context.equalsWithCommand("TO")) { // 设置结束索引内容 String nextStr = this.context.next(); try { this.end_index = Integer.parseInt(nextStr); } catch (Exception e) { System.out .println("Error: After 'TO' Expression Exist Error!Please Check the Format Of Expression is Correct!"); } this.context.next(); break; } else { // 设置当前索引变量内容 if (this.variable == null) { this.variable = this.context.getCurrentToken(); } // 获取下一个节点 this.context.next(); } } // 建立列表表达式 this.expressions = new ListExpression(); this.expressions.parse(this.context); } /** * 实现解释方法 */ @Override public void interpret() { // 建立命令表达式 for (int x = this.start_index; x <= this.end_index; x++) { // 设置变量内容 this.context.put("" + this.variable, x); // 执行解释方法 this.expressions.interpret(); } // 移除使用的临时变量内容 this.context.clear("" + this.variable); }}4.7 基础表达式――PrimitiveExpression
package com.demo.interpreter.express;import com.demo.interpreter.context.Context;/** * 最基础的表达式 * * @author * */public class PrimitiveExpression implements IExpressions { private Context context; // 节点名称 private String tokenName; // 文本内容 private String text; /** * 构造方法将待解析的context传入 * * @param context */ public PrimitiveExpression(Context context) { this.parse(context); } @Override public void parse(Context context) { this.context = context; this.tokenName = this.context.getCurrentToken(); this.context.next(); if ("PRINTLN".equals(this.tokenName)) { this.text = this.context.getCurrentToken(); this.context.next(); } } /** * 实现解释方法 */ @Override public void interpret() { // 首先获取当前节点内容 if ("PRINTLN".equals(tokenName)) { // 获得内容信息 // 打印内容 System.out.println(this.context.getTokenContent(this.text)); } }}4.8 让语言解释器开始工作――Client
package com.demo.interpreter;import com.demo.interpreter.express.IExpressions;import com.demo.interpreter.express.ProgramExpression;/** * 主应用程序 * * @author * */public class Client { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // myida语言语句 String str = "PROGRAM PRINTLN start... FOR i FROM 90 TO 100 PRINTLN i END PRINTLN end... END"; System.out.println("str:" + str); // 创建PROGRAM表达式 IExpressions expressions = new ProgramExpression(str); // 解释执行 expressions.interpret(); }}5 运行结果
str:PROGRAM PRINTLN start... FOR i FROM 90 TO 100 PRINTLN i END PRINTLN end... END
start...
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
end...
三 设计原则
1 “开-闭”原则
2 封闭变化原则
四 使用场合
（1）一种特定类型的问题发生的频率足够高，并且业务规则频繁变化，不断重复出现类似情况。
（2）业务规则不是过于复杂烦琐，比较容易抽象出语法规则。
（3）效率不是软件系统中主要考虑的因素。
五 解释器模式静态类图
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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。