一：解析器模式定义
--->解释器模式(Interpreter Pattern)是一种按照规定语法进行解析的方案,在现在项目中使用较少
--->给定一门语言,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
二：解析器模式角色
● AbstractExpression——抽象解释器
具体的解释任务由各个实现类完成,具体的解释器分别由TerminalExpression和Non-terminalExpression完成。
● TerminalExpression——终结符表达式
实现与文法中的元素相关联的解释操作,通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式,但有多个实例,对应不同的终结符。具体到我们例子就是VarExpression类,表达式中的每个终结符都在栈中产生了一个VarExpression对象。
● NonterminalExpression——非终结符表达式
文法中的每条规则对应于一个非终结表达式,具体到我们的例子就是加减法规则分别对应到AddExpression和SubExpression两个类。非终结符表达式根据逻辑的复杂程度而增加,原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式。
● Context——环境角色
具体到我们的例子中是采用HashMap代替。
三：解析器模式的应用
【1】解析器模式的优点
--->解释器是一个简单语法分析工具,它最显著的优点就是扩展性,修改语法规则只要修改相应的非终结符表达式就可以了,若扩展语法,则只要增加非终结符类就可以了。
【2】解析器模式的缺点
● 解释器模式会引起类膨胀
-->每个语法都要产生一个非终结符表达式,语法规则比较复杂时,就可能产生大量的类文件,为维护带来了非常多的麻烦。
● 解释器模式采用递归调用方法
-->每个非终结符表达式只关心与自己有关的表达式,每个表达式需要知道最终的结果,必须一层一层地剥茧,无论是面向过程的语言还是面向对象的语言,递归都是在必要条件下使用的,它导致调试非常复杂。想想看,如果要排查一个语法错误,我们是不是要一个断点一个断点地调试下去,直到最小的语法单元。
● 效率问题
-->解释器模式由于使用了大量的循环和递归,效率是一个不容忽视的问题,特别是一用于解析复杂、冗长的语法时,效率是难以忍受的。
【3】解析器模式的使用场景
● 重复发生的问题可以使用解释器模式
例如,多个应用服务器,每天产生大量的日志,需要对日志文件进行分析处理,由于各个服务器的日志格式不同,但是数据要素是相同的,按照解释器的说法就是终结符表达式都是相同的,但是非终结符表达式就需要制定了。在这种情况下,可以通过程序来一劳永逸地解决该问题。
● 一个简单语法需要解释的场景
为什么是简单?看看非终结表达式,文法规则越多,复杂度越高,而且类间还要进行递归调用(看看我们例子中的栈)。想想看,多个类之间的调用你需要什么样的耐心和信心去排查问题。因此,解释器模式一般用来解析比较标准的字符集,例如SQL语法分析,不过该部分逐渐被专用工具所取代。
在某些特用的商业环境下也会采用解释器模式,我们刚刚的例子就是一个商业环境,而且现在模型运算的例子非常多,目前很多商业机构已经能够提供出大量的数据进行分析。
【4】解析器模式的注意事项
尽量不要在重要的模块中使用解释器模式,否则维护会是一个很大的问题。在项目中可以使用shell、JRuby、Groovy等脚本语言来代替解释器模式,弥补Java编译型语言的不足。我们在一个银行的分析型项目中就采用JRuby进行运算处理,避免使用解释器模式的四则运算,效率和性能各方面表现良好。
四：解析器模式的最佳实践
解释器模式在实际的系统开发中使用得非常少,因为它会引起效率、性能以及维护等问题,一般在大中型的框架型项目能够找到它的身影,如一些数据分析工具、报表设计工具、科学计算工具等,若你确实遇到“一种特定类型的问题发生的频率足够高”的情况,准备使用解释器模式时,可以考虑一下Expression4J、MESP(Math Expression String Parser)、Jep等开源的解析工具包(这三个开源产品都可以通过百度、Google搜索到,请读者自行查询),功能都异常强大,而且非常容易使用,效率也还不错,实现大多数的数学运算完全没有问题,自己没有必要从头开始编写解释器。有人已经建立了一条康庄大道,何必再走自己的泥泞小路呢?
五：解析器模式的案例
【1】抽象表达式类
1 package com.yeepay.sxf.template22; 2 3 import java.util.HashMap; 4 5 /** 6 * 抽象表达式类 7 * @author sxf 8 * 9 */ 10 public abstract class Expression { 11 12 //解析公式和数值，其中var中的key值是公式中的参数，value值是具体的数字 13 public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var); 14 }