大話設計模式 C++ 實現：解釋器模式詳解

模式定義

給定一種語言，定義其文法表示，並提供一個解釋器，使用該表示來解釋語言中的句子。適用於：文法較簡單、需要頻繁解釋執行的場景。

核心角色

適用性與優缺點

• ✅ 易於改變/擴展文法（類表示規則，繼承即可修改）
• ✅ 實現簡單（各節點類結構相似）
• ❌ 規則多時類爆炸，難以維護
• ❌ 複雜文法建議用語法分析器/編譯器生成器

C++ 實現：音樂解釋器

文法：PlayContext 存儲演奏文本（如 "O 2 C 0.5 D 1 ..."）。Expression 解析文本首個 token，派生類 Note 處理音符，Scale 處理音階。

// 抽象表達式
class Expression {
public:
    virtual void interpret(PlayContext* ctx) {
        if (ctx->getText().empty()) return;
        // 解析首個 key-value 對
        string key = parseKey(ctx), value = parseValue(ctx);
        execute(key, value); // 具體執行留給子類
        // 移除已解析部分，遞歸處理剩餘
        ctx->setText(remainingText);
    }
    virtual void execute(string key, string value) = 0;
};

// 終結符：音符
class Note : public Expression {
    void execute(string key, string value) override {
        string note;
        switch(key[0]) {
            case 'C': note="1"; break;
            case 'D': note="2"; break;
            // ... E→3, F→4, G→5, A→6, B→7
        }
        cout << note << " ";
    }
};

// 非終結符：音階
class Scale : public Expression {
    void execute(string key, string value) override {
        cout << (key=="O" ? "低音" : "高音") << " ";
    }
};

客戶端使用

int main() {
    PlayContext ctx;
    ctx.setText("O 2 C 0.5 D 1 E 0.5 ..."); // 上海灘樂譜
    Expression* expr = nullptr;
    while (!ctx.getText().empty()) {
        char c = ctx.getText()[0];
        if (c == 'O') expr = new Scale();
        else expr = new Note(); // C,D,E,F,G,A,B,P
        expr->interpret(&ctx);
        delete expr;
    }
}

總結

解釋器模式將文法規則封裝為類層次結構，通過遞歸下降解析實現語言處理。適合簡單 DSL（領域特定語言），如配置文件解析、規則引擎、查詢語言等。