我的设计模式之旅、04 解释器模式.

编程旅途是漫长遥远的,在不同时刻有不同的感悟,本文会一直更新下去。

程序介绍

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本程序实现解释器模式。程序可按需加载用户自定义的.work后缀文件,将每行的命令解释为具体行为。喵叫几次、进程休眠几秒、输出范围内随机数、运行另外的work文件。

Meow载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
喵~喵~喵~喵~喵~
Sleep载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
开始睡眠 3 s
Rand载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
获取 5~10 随机数 -> 9
Sleep载入额外配置信息-----> 额外的配置信息 
开始睡眠 5 s
Rand载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
获取 100~200 随机数 -> 276
找不到该条指令的规则 疯狂星期四
Call载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
Meow载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
喵~喵~
找不到该条指令的规则 rand
程序执行结束
Meow载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
喵~
程序执行结束

程序代码

data/duty.work

meow 5
sleep 3
random 5~10
sleep 5
random 100~200
疯狂星期四 v我50
call ./data/test.work
meow 1

data/test.work

meow 2
rand 0~1

methods.go

package main

import (
	"fmt"
	"io"
	"math/rand"
	"strings"
	"time"
)

func meow(count int) {
	fmt.Println(strings.Repeat("喵~", count))
}

func sleep(count int) {
	fmt.Printf("开始睡眠 %v s\n", count)
	time.Sleep(time.Second * time.Duration(count))
}

func random(start, end int) {
	fmt.Printf("获取 %v~%v 随机数 -> %v\n", start, end, rand.Intn(end)+start)
}

func doWork(path string) {
	c := &context{comment: "额外的配置信息"}
	c.Open(path)
	for {
		method, err := c.Read()
		if err != io.EOF {
			switch method {
			case "meow":
				var meow expression = &MeowExpression{}
				meow.Interpret(c)
			case "sleep":
				var sleep expression = &SleepExpression{}
				sleep.Interpret(c)
			case "random":
				var random expression = &RandomExpression{}
				random.Interpret(c)
			case "call":
				var call expression = &CallExpression{}
				call.Interpret(c)
			default:
				fmt.Println("找不到该条指令的规则", method)
			}
		} else {
			break
		}
	}
	fmt.Println("程序执行结束")
}

doWork()函数用于创建上下文对象,并遍历行,采用了简单工厂模式。(略有违背单一职责原则,在这里只做案例演示)

事实上每添加一种文法,就需要添加一个类,同时修改这个简单工厂,对分支判断进行修改。在这里可以用反射改进,可以参考 “我的设计模式编程之旅 ①” 来动态生成实例对象,从而符合封闭-开放原则

interpreter.go

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"io"
	"log"
	"os"
	"strconv"
	"strings"
)

type Context struct {
	file    *os.File
	scanner *bufio.Scanner
	line    string // ^ 当前行
	comment string // ^ 额外配置信息
}

// 打开文件并转换成 bufio.Scanner
func (c *Context) Open(path string) {
	file, err := os.Open(path)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	c.file = file
	scanner := bufio.NewScanner(file)
	c.scanner = scanner
}

// 关闭 bufio.Scanner
func (c *Context) Close() {
	c.file.Close()
	c.file = nil
	c.scanner = nil
}

// 获取当前行并将光标移到下一行
func (c *Context) Read() (string, error) {
	if c.scanner == nil {
		log.Fatal("no scanner")
	}
	if c.scanner.Scan() {
		c.line = c.scanner.Text()
		return strings.Split(c.line, " ")[0], nil
	} else {
		return "", io.EOF
	}
}

type IExpression interface {
	Interpret(c *Context)
}

type MeowExpression struct{}
type SleepExpression struct{}
type RandomExpression struct{}
type CallExpression struct{}

func (e MeowExpression) Interpret(c *Context) {
	fmt.Println("Meow载入额外配置信息----->", c.comment)
	params := strings.Split(c.line, " ")[1]
	i, err := strconv.Atoi(params)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	meow(i)
}

func (e SleepExpression) Interpret(c *Context) {
	fmt.Println("Sleep载入额外配置信息----->", c.comment)
	params := strings.Split(c.line, " ")[1]
	i, err := strconv.Atoi(params)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	sleep(i)
}

func (e RandomExpression) Interpret(c *Context) {
	fmt.Println("Rand载入额外配置信息----->", c.comment)
	params := strings.Split(c.line, " ")
	params = strings.Split(params[1], "~")
	start, err := strconv.Atoi(params[0])
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	end, err := strconv.Atoi(params[1])
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	random(start, end)
}

func (e CallExpression) Interpret(c *Context) {
	fmt.Println("Call载入额外配置信息----->", c.comment)
	params := strings.Split(c.line, " ")
	doWork(params[1])
}

main.go

package main

import (
	"math/rand"
	"time"
)

func main() {
	rand.Seed(time.Now().Unix())
	doWork("./data/duty.work")
}

Console

Meow载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
喵~喵~喵~喵~喵~
Sleep载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
开始睡眠 3 s
Rand载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
获取 5~10 随机数 -> 9
Sleep载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
开始睡眠 5 s
Rand载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
获取 100~200 随机数 -> 276
找不到该条指令的规则 疯狂星期四
Call载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
Meow载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
喵~喵~
找不到该条指令的规则 rand
程序执行结束
Meow载入额外配置信息-----> 额外的配置信息
喵~
程序执行结束

思考总结

什么是解释器模式

解释器模式(Interpreter Pattern)提供了评估语言的语法或表达式的方式,它属于行为型模式。这种模式实现了一个表达式接口,该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。解决的是一种类型的问题发生的频率足够高,可以将各个实例表述为简单语言中的句子。

![image-20220909190141804](C:\Users\小能喵喵喵\Desktop\设计模式\笔记\设计模式之旅 ④ 解释器模式.md.assets\image-20220909190141804.png)

解释器模式:给定一个语言,定义它的文法(书写规则结构)的一种表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

意图:给定一个语言,定义它的文法表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该标识来解释语言中的句子。

主要解决:对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

何时使用:如果一种特定类型的问题发生的频率足够高,那么可能就值得将该问题的各个实例表述为一个简单语言中的句子。这样就可以构建一个解释器,该解释器通过解释这些句子来解决该问题。

如何解决:构建语法树,定义终结符与非终结符。

关键代码:构建环境类,包含解释器之外的一些全局信息,一般是 HashMap。

应用实例:编译器、运算表达式计算。

优点:

  • 可扩展性比较好,灵活。
  • 增加了新的解释表达式的方式。
  • 易于实现简单文法。

缺点:

  • 可利用场景比较少。
  • 对于复杂的文法比较难维护。
  • 解释器模式会引起类膨胀。
  • 解释器模式采用递归调用方法。

解释器为文法中的每一条规则至少定义了一个类,因此包含许多规则的文法可能难以管理和维护。建议当文法复杂时,使用其他的技术如语法分析程序或编译器生成器来处理。

使用场景:

  • 可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。
  • 一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。
  • 一个简单语法需要解释的场景。

扩展应用场景

Interpreter Design Pattern

参考资料

  • 《Go语言核心编程》李文塔
  • 《Go语言高级编程》柴树彬、曹春辉
  • 《大话设计模式》程杰
  • 单例模式 | 菜鸟教程
posted @ 2022-09-09 20:07  小能日记  阅读(17)  评论(0编辑  收藏  举报