什么是解释器模式？

解释器模式是一种行为型设计模式，它为语言中的每一个语法规则定义一个类，并通过组合这些类来构建一个解释器，用来解释语法表达式。

通俗理解就是：把“语言”拆解成语法结构，每种语法结构都有对应的类可以解释执行。最终系统可以理解我们自定义的表达式或规则。

模式结构

解释器模式通常包含以下几个核心角色：

AbstractExpression（抽象表达式）：定义解释操作的接口。
TerminalExpression（终结符表达式）：实现与文法中的终结符相关的解释操作。
NonTerminalExpression（非终结符表达式）：实现文法中与非终结符相关的解释操作，通常是递归组合结构。
Context（上下文）：包含解释器需要的全局信息，比如变量值、环境参数等。

示例：简单布尔表达式解释器

为了便于理解，我们实现一个支持 AND、OR 和 变量 的布尔表达式解释器，用户可以定义表达式结构，然后输入一个上下文，系统判断表达式是否为 true。

例如表达式：

A AND (B OR C)

输入上下文为：

A=true, B=false, C=true

结果为 true。

抽象表达式接口

public interface Expression {
    boolean interpret(Map<String, Boolean> context);
}

变量表达式（终结符）

public class VariableExpression implements Expression {
    private String name;

    public VariableExpression(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean interpret(Map<String, Boolean> context) {
        return context.get(name);
    }
}

AND 表达式（非终结符）

public class AndExpression implements Expression {
    private Expression left;
    private Expression right;

    public AndExpression(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    @Override
    public boolean interpret(Map<String, Boolean> context) {
        return left.interpret(context) && right.interpret(context);
    }
}

OR 表达式（非终结符）

public class OrExpression implements Expression {
    private Expression left;
    private Expression right;

    public OrExpression(Expression left, Expression right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    @Override
    public boolean interpret(Map<String, Boolean> context) {
        return left.interpret(context) || right.interpret(context);
    }
}

客户端使用

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 构造表达式 A AND (B OR C)
        Expression A = new VariableExpression("A");
        Expression B = new VariableExpression("B");
        Expression C = new VariableExpression("C");
        Expression orExpr = new OrExpression(B, C);
        Expression andExpr = new AndExpression(A, orExpr);

        // 构造上下文：A=true, B=false, C=true
        Map<String, Boolean> context = new HashMap<>();
        context.put("A", true);
        context.put("B", false);
        context.put("C", true);

        boolean result = andExpr.interpret(context);
        System.out.println("表达式结果：" + result);
    }
}

输出结果：

表达式结果：true

整个过程其实就是用对象树来表示一个语法树，然后通过 interpret 方法不断递归地解释执行。

小结

解释器模式适合用在“语言解释器”、“表达式计算器”这类系统中，把语法结构拆解成对象，组合执行，结构清晰、扩展性强。它的优势在于规则可复用，逻辑独立，符合开闭原则。

不过解释器模式也有个致命的缺点：类爆炸。如果语法结构太复杂，表达式种类太多，会导致类数量迅速上升，维护成本变高。这也是为什么解释器模式更多用于语法简单、自定义语言需求较轻的场景。

适用场景

自定义表达式或规则解析引擎
配置驱动的逻辑判断系统
行为系统中的条件表达式
模拟 SQL、正则表达式等语言解释器

Java设计模式再相识 (二十二)——解释器模式

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