解释器模式C++

解释器模式，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，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。解释器模式要解决的是，如果一种特定类型的问题发生的频率足够高，那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言的句子。这样就可以构建一个解释器，该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

解释器模式结构图

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解释器模式基本代码

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Context {   // 包含解释器之外的全局信息
private:
    string input;
    string output;
public:
    void SetInput(string i) { input = i; }
    string GetInput() { return input; }
    void SetOutput(string o) { output = o; }
    string GetOutput() { return output; }
};

class AbstractExpression {
public:
    virtual void Interpret(Context* context) = 0;
    virtual ~AbstractExpression() {}
};

class TerminalExpression : public AbstractExpression {  // 终结符表达式
public:
    void Interpret(Context* context) {
        cout << "TerminalExpression: " << context->GetInput() << ", " << context->GetOutput() << endl;
    }
};

class NonterminalExpression : public AbstractExpression {   // 非终结符表达式
private:
    AbstractExpression* expression;
public:
    NonterminalExpression(AbstractExpression* e) { expression = e; }
    void Interpret(Context* context) {
        cout << "NonterminalExpression: " << context->GetInput() << ", " << context->GetOutput() << endl;
        expression->Interpret(context);
    }
};

int main() {
    Context* c = new Context();
    c->SetInput("Hello");
    c->SetOutput("World");

    AbstractExpression* exp1 = new TerminalExpression();
    AbstractExpression* exp2 = new NonterminalExpression(exp1);
    exp1->Interpret(c); // TerminalExpression: Hello, World
    exp2->Interpret(c); // NonterminalExpression: Hello, World
                        // TerminalExpression: Hello, World
    delete exp1;
    delete exp2;
}

应用场景

当有一个语言需要解释执行，并且你可将该语言中的句子表示为一个抽象语法树时，可使用解释器模式。

优点：
用了解释器模式，就意味着可以容易地改变和扩展文法，因为该模式使用类来表示文法规则，可用继承来改变或者扩展该文法。也比较容易实现文法，因为定义抽象语法树中各个节点的类的实现大体类似，这些类都易于直接编写。

缺点：
解释器为每一条规则至少定义了一个类，因此包含许多规则的文法可能难以维护和管理。当文法非常复杂时，使用其他技术如语法分析程序或编译器声称器来处理。