23 种设计模式中的表明器模式

给定一个语言，界说它的文法的一种表示，并界说一个表明器，这个表明器利用该表示来表明语言中的句子。
  这种模式通常用于需要表明实行某种语言的场景，如正则表达式、SQL剖析等。
表明器模式的核心组件。

• 抽象表达式（AbstractExpression）：声明一个抽象的表明操作
  
• 闭幕符表达式（TerminalExpression）：实现与文法中的闭幕符相干的表明操作
  
• 非闭幕符表达式（NonterminalExpression）：实现文法规则的表明操作
  
• 上下文（Context）：包罗表明器之外的一些全局信息
  
• 客户端（Client）：构建表示该文法界说的语言中一个特定句子的抽象语法树
  

下面通过实现一个简单的数学表达式的表明器，来演示表明器模式。
抽象表达式接口。

1. public interface Expression {
2.     int interpret();
3. }

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闭幕符表达式实现。

1. public class NumberExpression implements Expression {
2.     private int number;
3.    
4.     public NumberExpression(int number) {
5.         this.number = number;
6.     }
7.    
8.     @Override
9.     public int interpret() {
10.         return number;
11.     }
12. }

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非闭幕符表达式（加法）。

1. public class AddExpression implements Expression {
2.     private Expression left;
3.     private Expression right;
4.    
5.     public AddExpression(Expression left, Expression right) {
6.         this.left = left;
7.         this.right = right;
8.     }
9.    
10.     @Override
11.     public int interpret() {
12.         return left.interpret() + right.interpret();
13.     }
14. }

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非闭幕符表达式（减法）。

1. public class SubtractExpression implements Expression {
2.     private Expression left;
3.     private Expression right;
4.    
5.     public SubtractExpression(Expression left, Expression right) {
6.         this.left = left;
7.         this.right = right;
8.     }
9.    
10.     @Override
11.     public int interpret() {
12.         return left.interpret() - right.interpret();
13.     }
14. }

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上下文类。

1. import java.util.Stack;
3. public class ExpressionParser {
4.     public static Expression parse(String expression) {
5.         Stack<Expression> stack = new Stack<>();
6.         String[] tokens = expression.split(" ");
7.         
8.         for (int i = 0; i < tokens.length; i++) {
9.             String token = tokens[i];
10.             
11.             if (isOperator(token)) {
12.                 Expression left = stack.pop();
13.                 Expression right = new NumberExpression(Integer.parseInt(tokens[++i]));
14.                 Expression operator = getOperatorExpression(token, left, right);
15.                 stack.push(operator);
16.             } else {
17.                 stack.push(new NumberExpression(Integer.parseInt(token)));
18.             }
19.         }
20.         
21.         return stack.pop();
22.     }
23.    
24.     private static boolean isOperator(String token) {
25.         return token.equals("+") || token.equals("-");
26.     }
27.    
28.     private static Expression getOperatorExpression(String operator,
29.                                                   Expression left,
30.                                                   Expression right) {
31.         switch (operator) {
32.             case "+": return new AddExpression(left, right);
33.             case "-": return new SubtractExpression(left, right);
34.             default: throw new IllegalArgumentException("Unknown operator: " + operator);
35.         }
36.     }
37. }

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客户端，测试输出结果。

1. public class InterpreterDemo {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         String expression = "1 + 2 - 3 + 4";
4.         Expression parsedExpression = ExpressionParser.parse(expression);
5.         int result = parsedExpression.interpret();
6.         
7.         System.out.println(expression + " = " + result);
8.     }
9. }

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表明器模式为特定类型的问题提供了优雅的办理方案，但在实际应用中需要权衡其复杂性和性能影响。
总结

表明器模式通过界说语法树来实现对用户输入内容的表明实行。
表明器模式在 Java 中可能不是首选，假如碰到适用场景，可以考虑利用外部依靠库来取代。

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