设计模式学习笔记十六——Interpreter模式

动机：在软件构建过程中，如果某一特定领域的问题比较复杂，类似的模式不断重复出现，如果使用普通的编程方式来实现将面临非常频繁的变化。将特定领域的问题表达为某种语法规则下的句子，然后构建一个解释器来解释这样的句子，从而达到解决问题的目的。

场景：把中文数字转换成罗马数字，如把九万九千九百九十九转换成99999，并且方便扩展到其它位，如扩展到亿位。


结构

代码

/**//*
 * 上下文
*/
namespace DesignPattern.Interpreter
{
    public class Context
    {
        private string statement;
        private int data;

        public Context(string statement)
        {
            this.statement = statement;
        }

        public string Statement
        {
            get
            {
                return statement;
            }
            set
            {
                statement = value;
            }
        }

        public int Data
        {
            get
            {
                return data;
            }
            set
            {
                data = value;
            }
        }
    }
}

/**//*
 * 解释器
*/
namespace DesignPattern.Interpreter
{
    public abstract class Expression
    {
        protected Dictionary<string, int> table = new Dictionary<string, int>(9);

        public Expression()
        {
            table.Add("一", 1);
            table.Add("二", 2);
            table.Add("三", 3);
            table.Add("四", 4);
            table.Add("五", 5);
            table.Add("六", 6);
            table.Add("七", 7);
            table.Add("八", 8);
            table.Add("九", 9);
        }

        public abstract string GetPostfix();

        public abstract int Multiplier();

        public virtual int GetLength()
        {
            return this.GetPostfix().Length + 1;
        }

        public virtual void Interpreter(Context context)
        {
            if (context.Statement.Length == 0)
            {
                return;
            }

            foreach (string key in table.Keys)
            {
                int value = table[key];
                if (context.Statement.EndsWith(key + GetPostfix()))
                {
                    context.Data += value * this.Multiplier();
                    context.Statement = context.Statement.Substring(0, context.Statement.Length - this.GetLength());
                }

                if (context.Statement.EndsWith("零"))
                {
                    context.Statement = context.Statement.Substring(0, context.Statement.Length - this.GetLength());
                }
            }
        }
    }

    public class GeExpression : Expression
    {
        public override string GetPostfix()
        {
            return "";
        }

        public override int Multiplier()
        {
            return 1;
        }
    }

    public class ShiExpression : Expression
    {
        public override string GetPostfix()
        {
            return "十";
        }

        public override int Multiplier()
        {
            return 10;
        }
    }

    public class BaiExpression : Expression
    {
        public override string GetPostfix()
        {
            return "百";
        }

        public override int Multiplier()
        {
            return 100;
        }
    }

    public class QianExpression : Expression
    {
        public override string GetPostfix()
        {
            return "千";
        }

        public override int Multiplier()
        {
            return 1000;
        }
    }

    public class WanExpression : Expression
    {
        public override string GetPostfix()
        {
            return "万";
        }

        public override int Multiplier()
        {
            return 10000;
        }

        public override void Interpreter(Context context)
        {
            if (context.Statement.Length == 0)
            {
                return;
            }

            IList<Expression> expressionCollection = new List<Expression>();
            expressionCollection.Add(new GeExpression());
            expressionCollection.Add(new ShiExpression());
            expressionCollection.Add(new BaiExpression());
            expressionCollection.Add(new QianExpression());

            foreach (string key in table.Keys)
            {
                int temp = context.Data;
                context.Data = 0;
                context.Statement = context.Statement.Substring(0, context.Statement.Length - 1);

                foreach(Expression expression in expressionCollection)
                {
                    expression.Interpreter(context);
                }

                context.Data += temp + this.Multiplier() * context.Data;
            }
        }
    }
}

/**//*
 * 客户程序
*/
namespace DesignPattern.Interpreter
{
    public class Client
    {
        private string chineseDigit;
        private Context context;
        IList<Expression> expressionCollection = new List<Expression>();

        public Client(string chineseDigit)
        {
            this.chineseDigit = chineseDigit;
            context = new Context(chineseDigit);

            expressionCollection.Add(new GeExpression());
            expressionCollection.Add(new ShiExpression());
            expressionCollection.Add(new BaiExpression());
            expressionCollection.Add(new QianExpression());
        }

        public string ChineseDigit
        {
            get
            {
                return chineseDigit;
            }
            set
            {
                value = chineseDigit;
            }
        }

        public int GetRomanDigit()
        {
            foreach (Expression expression in expressionCollection)
            {
                expression.Interpreter(context);
            }
            return context.Data;
        }
    }
}

要点：
      1、本模式应用场景：只有满足“业务规则频繁变化，且类似的模式不断重复出现，并且容易抽象成语法规则的问题”。
      2、使用本模式来表达文法规则，从而可以使用面向对象技巧来方便地扩展文法。
      3、本模式比较适合简单的文法表示，对于复杂的文法表示，本模式会产生比较大的类层次结构，需要求助于语法分析生成器这样的标准工具。