解释器模式属于行为型模式。
解释器模式提供了一种解释语言的语法或表达式的方式
角色说明：
AbstractExpression（抽象表达式）：定义一个抽象的解释方法，其具体的实现在各个具体的子类解释器中完成。
TerminalExpression（终结符表达式）：实现对文法中与终结符有关的解释操作。
NonterminalExpression（非终结符表达式）：实现对文法中的非终结符有关的解释操作。
Context（环境角色）：包含解释器之外的全部信息。
Client（客户端角色）：解析表达式，构建抽象语法树，执行具体的解释操作等。
1、创建抽象表达式
// 抽象算术表达式
public abstract class ArithmeticExpression {
// 抽象解释方法
public abstract Object interpret(Context context);
}
2、终结符表达式。从上面的表达式可以看出，终结符有两种，一种是数字，另外一种是变量。
// 数字表达式，用来解释数字
public class NumExpression extends ArithmeticExpression {
private String strNum;
public NumExpression(String strNum) {
this.strNum = strNum;
}
// 解释数字
@Override
public Integer interpret(Context context) {
return Integer.parseInt(strNum);
}
}
// 变量表达式，用来解释变量
class VarExpression extends ArithmeticExpression {
private String var;
public VarExpression(String var) {
this.var = var;
}
// 解释变量
@Override
public String interpret(Context context) {
return var;
}
}
3、创建非终结符表达式。上面的表达式有三种非终结符，分别是+号、-号和=号。
// 加法表达式，用来解释加法,如a+b
public class AddExpression extends ArithmeticExpression {
// 加号左右两边的内容
private ArithmeticExpression left, right;
public AddExpression(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
// 解释加法表达式的结果，即算出left+right的结果
@Override
public Integer interpret(Context context) {
return context.get((String) left.interpret(context)) + context.get((String) right.interpret(context));
}
}
// 减法表达式，用来解释减法,如a-b
public class SubExpression extends ArithmeticExpression {
// 减号左右两边的内容
private ArithmeticExpression left, right;
public SubExpression(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
// 解释减法表达式的结果，即算出left-right的结果
@Override
public Integer interpret(Context context) {
return context.get((String) left.interpret(context)) - context.get((String) right.interpret(context));
}
}
// 等号表达式，用来解释变量赋值，如a=1024
public class EqualExpression extends ArithmeticExpression {
// 等号左右两边的内容
private ArithmeticExpression left, right;
public EqualExpression(ArithmeticExpression left, ArithmeticExpression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
// 解释等号表达式的结果，并将结果保存到context，变量名为key,值为value
@Override
public Object interpret(Context context) {
context.put((String) left.interpret(context), (int) right.interpret(context));
return null;
}
}
4、创建环境角色。创建环境主要包含解释器之外的全部信息，这里用来保存变量以及其值。
public class Context {
// 使用HashMap来保存结果
Map<String, Object> mMap = new HashMap<>();
public void put(String key, int value) {
mMap.put(key, value);
}
public int get(String key) {
return (int) mMap.get(key);
}
}
5、创建客户端角色。客户端角色主要负责解析表达式，构建抽象语法树，执行具体的解释操作等。
// 计算器类
public class Calculator {
Context mContext = new Context();
private ArithmeticExpression mExpression;
// 读取表达式
public void read(String expression) {
// 表达式以空格隔开，方便拆分
String[] split = expression.split(" ");
// 根据不同符号去执行具体的解析操作
switch (split[1]) {
case "=":
mExpression = new EqualExpression(new VarExpression(split[0]), new NumExpression(split[2])).interpret(mContext);
break;
case "+":
mExpression = new AddExpression(new VarExpression(split[0]), new VarExpression(split[2]));
break;
case "-":
mExpression = new SubExpression(new VarExpression(split[0]), new VarExpression(split[2]));
break;
}
}
// 计算结果
public int calculate() {
return (int) mExpression.interpret(mContext);
}
}
6、客户端测试：
public void test() {
// 读取表达式
Calculator calculator = new Calculator();
calculator.read("a = 1024");
calculator.read("b = 512");
System.out.println("a = 1024");
System.out.println("b = 512");
// 计算结果
calculator.read("a + b");
System.out.println("a + b = " + calculator.calculate());
calculator.read("a - b");
System.out.println("a - b = " + calculator.calculate());
}
输出结果：
a = 1024
b = 512
a + b = 1536
a - b = 512
应用场景
简单的语法需要解释时，如解释一个sql语句。
一些重复发生的问题，比如加减乘除四则运算，但是公式每次都不同，有时是a+b-cd，有时是ab+c-d等，公式千变万化，但是都是由加减乘除四个非终结符来连接的，这时我们就可以使用解释器模式。
优缺点
优点
灵活的扩展性，想扩展语法规则时只需新增新的解释器就可以了。如上面的例子中，想增加乘除法，只增加相应的解释类，并增加相应的表达式解释操作即可。
缺点
每一个文法都至少对应一个解释器，会产生大量的类，难于维护。
解释器模式由于大量使用循环和递归，需要考虑效率的问题，而且调试也不方便。
对于复杂的文法，构建其抽象语法树会显得异常繁琐。
所以不推荐在重要的模块中使用解释器模式，维护困难。
Android中的源码分析
对于AndroidManifest.xml这个文件，我们是相当熟悉。实际上AndroidManifest.xml是由PackageManagerService使用了PackageParser这个类来解释的，这里面就用到了解释器模式。对于AndroidManifest.xml中的每一个标签，都有对应的类去保存相应的信息。
1、PackageParser的parseBaseApkCommon方法。基于Android 27的源码，不同版本的源码方法名可能不一样。
private Package parseBaseApkCommon(Package pkg, Set<String> acceptedTags, Resources res,
XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)
throws XmlPullParserException, IOException {
// 其他代码略
if (tagName.equals(TAG_APPLICATION)) {
// 其他代码略
// 解释application标签
if (!parseBaseApplication(pkg, res, parser, flags, outError)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_OVERLAY)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_KEY_SETS)) {
if (!parseKeySets(pkg, res, parser, outError)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION_GROUP)) {
if (!parsePermissionGroup(pkg, flags, res, parser, outError)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION)) {
if (!parsePermission(pkg, res, parser, outError)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION_TREE)) {
if (!parsePermissionTree(pkg, res, parser, outError)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_USES_PERMISSION)) {
if (!parseUsesPermission(pkg, res, parser)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_USES_PERMISSION_SDK_M)
|| tagName.equals(TAG_USES_PERMISSION_SDK_23)) {
if (!parseUsesPermission(pkg, res, parser)) {
return null;
}
} else if (tagName.equals(TAG_USES_CONFIGURATION)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_USES_FEATURE)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_FEATURE_GROUP)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_USES_SDK)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_SUPPORT_SCREENS)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_PROTECTED_BROADCAST)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_INSTRUMENTATION)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_ORIGINAL_PACKAGE)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_ADOPT_PERMISSIONS)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_USES_GL_TEXTURE)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_COMPATIBLE_SCREENS)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_SUPPORTS_INPUT)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_EAT_COMMENT)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_PACKAGE)) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals(TAG_RESTRICT_UPDATE)) {
// 其他代码略
} else if (RIGID_PARSER) {
// 其他代码略
} else {
// 其他代码略
}
}
从上面代码可以看到，就是对各个标签的内容进行解释。我们再来看看parseBaseApplication这个方法，这个是对Application进行解释。
2、parseBaseApplication方法
private boolean parseBaseApplication(Package owner, Resources res,
XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)
throws XmlPullParserException, IOException {
// 其他代码略
String tagName = parser.getName();
if (tagName.equals("activity")) {
// 解释activity
Activity a = parseActivity(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs, false,
owner.baseHardwareAccelerated);
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("receiver")) {
// 解释receiver
Activity a = parseActivity(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs,
true, false);
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("service")) {
// 解释service
Service s = parseService(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("provider")) {
// 解释provider
Provider p = parseProvider(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("activity-alias")) {
Activity a = parseActivityAlias(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);
// 其他代码略
} else if (parser.getName().equals("meta-data")) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("static-library")) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("library")) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("uses-static-library")) {
if (!parseUsesStaticLibrary(owner, res, parser, outError)) {
return false;
}
} else if (tagName.equals("uses-library")) {
// 其他代码略
} else if (tagName.equals("uses-package")) {
// 其他代码略
} else {
// 其他代码略
}
// 其他代码略
return true;
}
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