解释器模式-interpreter

解释器模式(interpreter),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。
解释器模式需要解决的是，如是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中的句子。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问题。
象正则表达式，浏览器等都可能理解成这种应用。
解释器模式结构图：

代码实现
AbstractExpression 抽象表达式，声明一个抽象的解释操作，这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享
abstract class AbstractExpression
{
 public abstract void Interpret(Context context);
}
TerminalExpression(终结符表达式），实现与文法中的终结符相关联的解释操作，实现抽象表达式中所要求的接口，主要是一个interpret()方法，文法中每一个终结符都有一个具体终结表达式与之对应。
class TerminalExpression : AbstractExpression
{
 public override void Interpret(Context context)
 {
  Console.WriteLine("终端解释器");
 }
}
NonterminalExpression非终结符表达式，为文法中的非终结符实现解释操作。对文法中每一条规则的R1,R2...都需要一个具体的非终结符表达式式类。通过实现抽象表达式的interpret（）方法实现解释操作，解释操作以递归方式调用上面所提到的代表R1，R2...中各个符号的实例变量。

class NonterminalExpress : AbstractExpression
{
 public override void Interpret(Context context)
 {
  Console.WriteLine("非终端解释器");
 }
}

Context 包含解释器之外的一些全局信息
class Context
{
 private string input;
 public string Input
 {
  get { return input;}
  set { input = value;}
 }
 
 private string output;
 public string Output
 {
  get { return output;
  set { output = value;}
 }
}
---客户端代码---
static void Main(string[] args)
{
 Context context = new Context();
 IList<AbstractExpression> list = new <AbstractExpression>();
 list.Add(new TerminalExpression());
 list.Add(new NonterminalExpression());
 list.Add(new TerminalExpression());
 list.Add(new TerminalExpression());

 foreach(AbstractExpression exp in list)
 {
  exp.Interpret(context);
 }

 Console.Read();
}

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。

好处：可以很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，你可使用继承来改变为或扩展文法。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，都易于直接编写。

音乐解释器实现
代码结构图

代码
演奏内容类context
class PlayContext
{
 private string text;
 public string PlayText
 {
  get { return text;}
  set { text = value;}
 }
}

表达式类
abstract class Expression
{
 //解释器
 public void Interpret(PlayContext context)
 {
  if(context.PlayText.Length ==0)
  {
   return;
  }
  else
  {
   string playKey = context.PlayText.Substring(0,1);
   context.PlayText = context.PlayText.Substring(2);
   double playValue = Convert.ToDouble(context.PlayText.Substring(0,context.PlayText.Indexof(" ")));
   //获得key和value后将其从演奏文本中移除
   context.PlayText = context.PlayText.Substring(context.PlayText.IndexOf(" ")+1);
 
   Excute(playKey,playValue);
  }
  
 }
 //执行,不同的文法子类，有不同的执行处理
 public abstract void Excute(string key,double value);
}

//音符类
class Note : Expression
{
 public override void Excute(string key,double value)
 {
  string note="";
  switch(key)
  {
   case "C":
    note ="1";
    break;
   case "D":
    note ="2";
    break;
   case "E":
    note ="3";
    break;
   case "F":
    note ="4";
    break;
   case "G":
    note ="5";
    break;
   case "A":
    note ="6";
    break;
   case "B":
    note ="7";
    break;
  }
  Console.Write("{0}",note);
 }
}

class Scale : Expression
{
 public override void Excute(string key,double value)
 {
  string scale="";
  switch(Convert.ToInt32(value))
  {
   case 1:
    scale ="低音";
    break;
   case 2:
    scale ="中音";
    break;
   case 3:
    scale ="高音";
    break;
   
  }
  Console.Write("{0}",scale);
 } 
}

---客户端代码---
static void Main(string[] args)
{
 PlayContext context = new PlayContext();
 Conosle.WriteLine("音乐");
 context.PlayText="O 2 E 0.5 G 0.5 A 3 E 0.5 G 0.5 D 3 ";
 Expression expression = null;
 try
 {
  while(context.PlayText.Length >0)
  {
   string str = context.PlayText.Substring(0,1);
   switch(str)
   {
    case "O":
     expression = new Scale();
     break;
    case "C":
    case "D":
    case "E":
    case "F":
    case "G":
    case "A":
    case "B":
    case "P":
     expression = new Note();
     break;

   }
   expression.Interpret(context);
  }
 }
 catch(Exception ex1)
 {
  Console.WriteLine("ex1.Message);
 }
 Console.Read();
}