大话设计模式之解释器模式

解释器模式是一种行为设计模式，它用于解释语言的语法或表达式，将其转换为可执行的程序或操作。这种模式通常用于处理类似编程语言或规则引擎中的问题。

在解释器模式中，通常有两种角色：

1. 解释器（Interpreter）：定义了一个接口或抽象类，其中包含了解释表达式的方法。通常会有多个不同的具体解释器来实现不同的语法规则或表达式解释。

2. 终结符表达式（Terminal Expression）：实现了解释器接口的具体类，用于表示语法规则中的终结符，例如变量、常量等。

3. 非终结符表达式（Non-terminal Expression）：也是实现了解释器接口的具体类，用于表示语法规则中的非终结符，例如加法、减法等。

解释器模式的核心思想是将一个复杂的语法规则分解成简单的表达式，然后逐步解释执行。这种模式通常适用于对于特定语法规则进行解析和处理的场景，例如编程语言的解释执行、规则引擎的实现等。

一个简单的例子是一个简单的四则运算表达式解释器，其中加法、减法、乘法、除法等操作符都可以作为非终结符表达式，而数字则是终结符表达式。通过将表达式拆分成不同的语法单元，然后逐步解释执行，可以实现对复杂表达式的解析和计算。

#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
#include <unordered_map>
 
// 抽象解释器接口
class Expression {
public:
    virtual int interpret(std::unordered_map<char, int>& context) = 0;
};
 
// 终结符表达式类 - 变量表达式
class VariableExpression : public Expression {
private:
    char variable;
 
public:
    VariableExpression(char var) : variable(var) {}
 
    int interpret(std::unordered_map<char, int>& context) override {
        return context[variable];
    }
};
 
// 非终结符表达式类 - 加法表达式
class AddExpression : public Expression {
private:
    Expression *leftOperand;
    Expression *rightOperand;
 
public:
    AddExpression(Expression *left, Expression *right) : leftOperand(left), rightOperand(right) {}
 
    int interpret(std::unordered_map<char, int>& context) override {
        return leftOperand->interpret(context) + rightOperand->interpret(context);
    }
};
 
// 上下文环境类
class Context {
private:
    std::unordered_map<char, int> variables;
 
public:
    void setVariable(char var, int value) {
        variables[var] = value;
    }
 
    int getVariableValue(char var) {
        return variables[var];
    }
};
 
int main() {
    // 构建解释器上下文
    Context context;
    context.setVariable('a', 5);
    context.setVariable('b', 10);
 
    // 构建表达式：a + b
    Expression *exp = new AddExpression(new VariableExpression('a'), new VariableExpression('b'));
 
    // 解释并计算表达式的值
    int result = exp->interpret(context.getVariables());
 
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;
 
    delete exp;
 
    return 0;
}
 
/*
在这个例子中，我们定义了抽象解释器接口 Expression，以及两种具体的表达式类：
终结符表达式 VariableExpression（用于表示变量），和非终结符表达式 AddExpression（用于表示加法表达式）。
我们还定义了一个上下文环境类 Context，用于存储变量的值。
在 main 函数中，我们构建了一个简单的四则运算表达式 a + b，然后解释并计算其值。
*/

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