“领域规则”模式
在特定领域中,某些变化虽然频繁,但可以抽象为某种规则。这时候,结合特定领域,将稳日抽象为语法规则,从而给出在该领域下的一般性解决方案。
典型模式:Interpreter
动机(Motivation)
在软件构建过程中,如果某一特定领域的问题比较复杂,类似的结构不断重复出现,如果使用普通的编程方式实现将面临非常频繁的变化。
在这种情况下,将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子,然后构建一个解释器来解释这样的句子,从而达到解决问题的目的。
模式定义:
给定一个语言,定义它的文法的一种表示,并定义一种解释器,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
示例:
#include <iostream>
#include <map>
#include <stack>
using namespace std;
class Expression {
public:
virtual int interpreter(map<char, int>& var) = 0;
virtual ~Expression() {}
};
//变量表达式
class VarExpression : public Expression {
char key;
public:
VarExpression(const char& key) {
this->key = key;
}
int interpreter(map<char, int>& var) {
return var[key];
}
};
//符号表达式
class SymbolExpression : public Expression {
//运算符左右两个参数
protected:
Expression* left;
Expression* right;
public:
SymbolExpression(Expression* left, Expression* right) {
this->left = left;
this->right = right;
}
};
//加法运行
class AddExpression : public SymbolExpression {
public:
AddExpression(Expression* left, Expression* right)
: SymbolExpression(left, right)
{}
int interpreter(map<char, int>& var) {
return left->interpreter(var)
+ right->interpreter(var);
}
};
//减法运行
class SubExpression : public SymbolExpression {
public:
SubExpression(Expression* left, Expression* right)
: SymbolExpression(left, right)
{}
int interpreter(map<char, int>& var) {
return left->interpreter(var)
- right->interpreter(var);
}
};
Expression* analyse(string expStr) {
stack<Expression*> expStack;
Expression* left;
Expression* right;
for (int i = 0; i < expStr.size(); ++i)
{
switch (expStr[i])
{
case '+':
//加法运算
left = expStack.top();
right = new VarExpression(expStr[++i]);
expStack.push(new AddExpression(left, right));
break;
case '-':
//减法运算
left = expStack.top();
right = new VarExpression(expStr[++i]);
expStack.push(new SubExpression(left, right));
break;
default:
expStack.push(new VarExpression(expStr[i]));
break;
}
}
return expStack.top();
}
void release(Expression* expression) {
// 释放表达式树的节点内存
}
int main() {
string expStr = "a+b-c+d";
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));
Expression* expression = analyse(expStr);
int result = expression->interpreter(var);
cout << result << endl;
release(expression);
return 0;
}
要点总结:
Interpreter模式的应用场合式Interpreter模式的应用中的难点,只有满足“业务规则频繁变化,且类似的结构不断重复出现,并且容易抽象为语法规则的问题”才适合使用Interpreter模式。
使用Interpreter模式来表达文法规则,从而可以使用面向对象技巧来方便地“扩展”文法。
Interpreter模式比较适合简单的文法表示,对于复杂的文法表示,Interperter模式会产生比较大的类层次结构,需要求助于语法分析生成器这样的标准工具。