通過(guò)解釋器模式來(lái)實(shí)現(xiàn)四則運(yùn)算，如計(jì)算 a + b + c 的值，具體要求
1）先輸入表達(dá)式的形式，比如 a + b + c + d + e，要求表達(dá)式的字母不能重復(fù)
2）在分別輸入a，b，c，d，e的值
3）最后求出結(jié)果
1）編寫一個(gè)方法，接收表達(dá)式的形式，然后根據(jù)用戶輸入的數(shù)值進(jìn)行解析，得到結(jié)果
2）問(wèn)題分析 ：如果加入新的運(yùn)算符，比如 */ （等等，不利于擴(kuò)展，另外讓一個(gè)方法來(lái)解析會(huì)造成程序結(jié)構(gòu)混亂，不夠清晰。
3）解決方案：可以考慮使用解釋器模式，即 ：表達(dá)式 -》解釋器可以有多種 -》結(jié)果
1）在編譯原理中，一個(gè)算術(shù)表達(dá)式通過(guò)詞法分析器形成詞法單元，而后這些詞法單元再通過(guò)詞法分析器構(gòu)建語(yǔ)法分析樹，最終形成一顆抽象的語(yǔ)法分析樹。這里的詞法分析器和語(yǔ)法分析器都可以看做是解釋器。
2）解釋器模式（Interpreter Pattern）：是指給定一個(gè)語(yǔ)言表達(dá)式，定義它的文法的一種表示，并定義一個(gè)解釋器，使用該解釋器來(lái)解釋語(yǔ)言中的句子（表達(dá)式）
3）應(yīng)用場(chǎng)景
應(yīng)用可以將一個(gè)需要解釋執(zhí)行的語(yǔ)言中的句子表示為一個(gè)抽象語(yǔ)法樹
一些重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題可以用一種簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)
一個(gè)簡(jiǎn)單語(yǔ)法需要解釋的場(chǎng)景
4）這樣的例子還有，比如編譯器、運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算、正則表達(dá)式、機(jī)器人等。
1）應(yīng)用實(shí)例要求
通過(guò)解釋器模式來(lái)實(shí)現(xiàn)四則運(yùn)算，如計(jì)算a + b + c 的值。
package com.example.demo.interpreter;
import java.util.HashMap;
/**
* 加法解釋器
* @author Administrator *
*/
public class AddExpression extends SymbolExpression{
public AddExpression(Expression left, Expression right) {
super(left, right);
}
//處理相加
//var 仍然是 {a=10,b=20}..
//一會(huì)我們 debug 源碼,就 ok
public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
//super.left.interpreter(var) : 返回 left 表達(dá)式對(duì)應(yīng)的值 a = 10
//super.right.interpreter(var): 返回 right 表達(dá)式對(duì)應(yīng)值 b = 20
return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);
}
}
package com.example.demo.interpreter;
import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;
public class Calculator {
// 定義表達(dá)式
private Expression expression;
// 構(gòu)造函數(shù)傳參，并解析
public Calculator(String expStr) { // expStr = a+b // 安排運(yùn)算先后順序
Stack<Expression> stack = new Stack<>(); // 表達(dá)式拆分成字符數(shù)組
char[] charArray = expStr.toCharArray();// [a, +, b]
Expression left = null;
Expression right = null; //遍歷我們的字符數(shù)組， 即遍歷 [a, +, b] //針對(duì)不同的情況，做處理
for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
switch (charArray[i]) { case '+': //
left = stack.pop();// 從 stack 取出 left => "a"
right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));// 取出右表達(dá)式 "b"
stack.push(new AddExpression(left, right));// 然后根據(jù)得到 left 和 right 構(gòu)建 AddExpresson 加入stack
break;
case '-': //
left = stack.pop();
right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i])); stack.push(new SubExpression(left, right));
break;
default:
//如果是一個(gè) Var 就創(chuàng)建要給 VarExpression 對(duì)象，并 push 到 stack
stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
break;
}
}
//當(dāng)遍歷完整個(gè) charArray 數(shù)組后，stack 就得到最后 Expression this.expression = stack.pop();
}
public int run(HashMap<String, Integer> var) { // 最后將表達(dá)式 a+b 和 var = {a=10,b=20} //然后傳遞給 expression 的 interpreter
// 進(jìn)行解釋執(zhí)行
return this.expression.interpreter(var);
}
}
package com.example.demo.interpreter;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
// TODO Auto-generated method stub
String expStr = getExpStr(); // a+b
HashMap<String, Integer> var = getValue(expStr);// var {a=10, b=20}
Calculator calculator = new Calculator(expStr);
System.out.println("運(yùn)算結(jié)果:" + expStr + "=" + calculator.run(var));
}
// 獲得表達(dá)式
public static String getExpStr() throws IOException {
System.out.print("請(qǐng)輸入表達(dá)式:");
return (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
}
// 獲得值映射
public static HashMap<String, Integer> getValue(String expStr) throws IOException {
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
for (char ch : expStr.toCharArray()) {
if (ch != '+' && ch != '-') {
if (!map.containsKey(String.valueOf(ch))) {
System.out.print("請(qǐng)輸入" + String.valueOf(ch) + "的值:");
String in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
map.put(String.valueOf(ch), Integer.valueOf(in));
}
}
}
return map;
}
}
package com.example.demo.interpreter;
import java.util.HashMap;
/**
* 抽象類表達(dá)式，通過(guò) HashMap 鍵值對(duì), 可以獲取到變量的值 *
* @author Administrator
*
*/
public abstract class Expression {
// a + b - c
// 解釋公式和數(shù)值, key 就是公式(表達(dá)式) 參數(shù)[a,b,c], value 就是就是具體值
// HashMap {a=10, b=20}
public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);
}
package com.example.demo.interpreter;
import java.util.HashMap;
public class SubExpression extends SymbolExpression{
public SubExpression(Expression left, Expression right) {
super(left, right);
}
//求出 left 和 right 表達(dá)式相減后的結(jié)果
public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);
}
}
package com.example.demo.interpreter;
import java.util.HashMap;
/**
* 抽象運(yùn)算符號(hào)解析器 這里，每個(gè)運(yùn)算符號(hào)，都只和自己左右兩個(gè)數(shù)字有關(guān)系，
* 但左右兩個(gè)數(shù)字有可能也是一個(gè)解析的結(jié)果，無(wú)論何種類型，都是 Expression 類的實(shí)現(xiàn)類 *
* @author Administrator
*
*/
public class SymbolExpression extends Expression{
protected Expression left;
protected Expression right;
public SymbolExpression(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
//因?yàn)?nbsp;SymbolExpression 是讓其子類來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此 interpreter 是一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)
@Override
public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
// TODO Auto-generated method stub
return 0;
}
}
package com.example.demo.interpreter;
import java.util.HashMap;
/**
* 變量的解釋器
* @author Administrator *
*/
public class VarExpression extends Expression {
private String key; // key=a,key=b,key=c
public VarExpression(String key) {
this.key = key;
}
// var 就是{a=10, b=20}
// interpreter 根據(jù) 變量名稱，返回對(duì)應(yīng)值 @Override
public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
return var.get(this.key);
}
}
1）當(dāng)有一個(gè)語(yǔ)言需要解釋執(zhí)行，可將該語(yǔ)言中的句子表示為一個(gè)抽象語(yǔ)法樹，就可以考慮使用解釋器模式，讓程序具有良好的擴(kuò)展性。
2）應(yīng)用場(chǎng)景 ：編譯器、運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算、正則表達(dá)式、機(jī)器人等。
3）使用解釋器可能帶來(lái)的問(wèn)題 ：解釋器模式會(huì)引起類膨脹、解釋器模型采用遞歸調(diào)用方法，將會(huì)導(dǎo)致調(diào)試非常復(fù)雜、效率可能降低。
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