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Java 設計模式：解釋器模式基礎入門

編輯：Java 相關知識

模式定義

解釋器模式：給定一個語言，定義其文法的表示，並定義一個解釋器，該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。

核心結構

模式包含四大元素：

角色	類別/介面	職責
AbstractExpression	介面	宣告 `interpret(Context)` 抽象操作
TerminalExpression	實作類	實現終結符（詞彙、常數、變數）的解釋邏輯
NonterminalExpression	實作類	實現非終結符（文法規則、運算式）的解釋邏輯，遞迴組合子表達式
Context	類別	包含解釋器之外的全域資訊（輸入字串、符號表、狀態等）

程式碼骨架

1. 抽象表達式介面


public interface AbstractExpression {
    void interpret(Context context);
}

2. 上下文物件


public class Context {
    private String input;
    private int position;
    private Map variables = new HashMap<>();
    
    // getter/setter 略
}

3. 終結符表達式（如：變數、常數）


public class TerminalExpression implements AbstractExpression {
    private String name; // 變數名或常數值
    
    public TerminalExpression(String name) { this.name = name; }
    
    @Override
    public void interpret(Context context) {
        // 從上下文查找變數值或直接返回常數
        Object value = context.getVariable(name);
        context.setResult(value);
    }
}

4. 非終結符表達式（如：加法、條件、循環）


public class NonterminalExpression implements AbstractExpression {
    private AbstractExpression left;
    private AbstractExpression right;
    private String operator; // +, -, *, /, if, while...
    
    public NonterminalExpression(AbstractExpression left, AbstractExpression right, String operator) {
        this.left = left; this.right = right; this.operator = operator;
    }
    
    @Override
    public void interpret(Context context) {
        left.interpret(context);
        Object leftVal = context.getResult();
        right.interpret(context);
        Object rightVal = context.getResult();
        
        // 根據運算子執行邏輯
        Object result = compute(leftVal, rightVal, operator);
        context.setResult(result);
    }
    
    private Object compute(Object a, Object b, String op) { /* 實作運算邏輯 */ }
}

適用場景與限制

適用	不適用
簡單語法規則（正則表達式、數學運算式、SQL WHERE 子句、規則引擎 DSL）	複雜程式語言編譯器（需語法分析樹、優化、錯誤恢復等）
文法規則數量少、穩定	文法頻繁變動、規模龐大
效能要求不極致（解釋執行較慢）	高效能關鍵路徑