定义
给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。
适用性
最典型的应用就是正则表达式
重复发生的问题可以使用解释器模式：比如根据用户输入的公式进行加减乘除四则运算，但是他们输入的公式每次都不同，有时是a+b-c*d，有时是a*b+c-d，等等等等个，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。
当有一个语言需要解释执行，并且你可以把该语言中的句子表示为一个抽象的语法树时，可使用解释器模式．而当存在以下情况时，该模式的效果最好：
1、该文法简单，对于复杂的文法，文法的类层次变得庞大而无法管理．此时，语法分析程序生成器这样得工具时更好得选择。它们无需构建抽象语法树即可解释表达式，这样可以节省空间而且还可以节省时间；
2、效率不是一个关键的问题，最高效的解释器通常不是通过直接解释语法分析树实现的，而是首先把他们转换成另外一种形式．例如：正则表达式通常被转换成状态机。但即使在这种情况下，转换器仍可用解释器模式实现，该模式仍是有用的．
模式中的角色
1.AbstractExpression(抽象表达式) 声明一个抽象的解释操作，这个接口为抽象语法树中所有的节点所共享。
2.TerminalExpression(终结符表达式) 实现与文法中的终结符相关联的解释操作。 一个句子中的每个终结符需要该类的一个实例。
3.NonterminalExpression(非终结符表达式) 为文法中的非终结符实现解释(Interpret)操作。
4.Context（上下文） 包含解释器之外的一些全局信息。
5.Client（客户） 构建(或被给定)表示该文法定义的语言中一个特定的句子的抽象语法树。 该抽象语法树由NonterminalExpression和TerminalExpression的实例装配而成。 调用解释操作。
角色关系UML
以加减运算为例子
UML图如下:
java代码:
抽象表达式:
package demo;
import java.util.Map;
/**
*
* @ClassName: Expression
* @Description:抽象表达式
* @author cheng
* @date
public interface Expression
/**
* 解析公式和数值，其中var中的key是公式的参数，value值是具体的数字
* 负责对传递进来的参数和值进行解析和匹配，其中key是表达式a+b+c中的a、b、c，value是运算时取得的值
*
* 如果是终结符表达式，那么此方法将获取参数的值
* 如果是非终结符表达式，那么此方法将进行运算，比如加减
**/
int
终结符表达式
package demo;
import java.util.Map;
/**
*
* @ClassName: VarExpression
* @Description:变量解析器/终结符表达式
* @author cheng
* @date
public class VarExpression implements Expression
// 需要获取值的变量名
private String key;
/**
* 构造函数
*
* @param
public VarExpression(String key) {
this.key = key;
}
/**
* 从map中取值
*/
@Override
public int interpreter(Map<String, Integer> var) {
return
非终结符表达式
package demo;
import java.util.Map;
/**
*
* @ClassName: AddExpression
* @Description: 加法解析器/interpreter方法处理加法运算
* @author cheng
* @date
public class AddExpression implements Expression
// 每个运算符都有左右两个参数进行运算
private Expression left;
private Expression right;
/**
* 构造函数
*
* @param left
* @param
public AddExpression(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
/**
* 进行加法运算
*/
@Override
public int interpreter(Map<String, Integer> var) {
return
package demo;
import java.util.Map;
/**
*
* @ClassName: SubExpression
* @Description:减法解析器/interpreter方法处理减法运算
* @author cheng
* @date
public class SubExpression implements Expression
// 每个运算符都有左右两个参数进行运算
private Expression left;
private Expression right;
/**
* 构造函数
*
* @param left
* @param
public SubExpression(Expression left, Expression right) {
this.left = left;
this.right = right;
}
/**
* 进行减法运算
*/
@Override
public int interpreter(Map<String, Integer> var) {
return
上下文
package demo;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;
/**
*
* @ClassName: Context
* @Description:对输入的表达式进行解析，并计算
* @author cheng
* @date
public class Context
/**
* 定义表达式，最后拿到是一个运算解析器，比如X+Y格式的，其中X可能又是由A+B的运算解析器组成
* 只有最底层的解析器才是变量解析器，也就是终结符表达式 此参数最终得到的肯定是非终结表达式
* */
private Expression expression;
/**
* 分析用户输入的表达式
*/
public void analyse(String expStr) {
// 定义一个栈，安排运算的先后顺序
Stack<Expression> stack = new Stack<Expression>();
char[] charArray = expStr.toCharArray();
Expression left = null;
Expression right = null;
for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
switch (charArray[i]) {
case '+':
// 将加法运算加入到栈中
left = stack.pop();
right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
stack.push(new AddExpression(left, right));
break;
case '-':
// 将减法运算加入到栈中
left = stack.pop();
right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
stack.push(new SubExpression(left, right));
break;
default:
// 如果不是运算符，那么就是终结表达式
stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
}
}
// 把最终栈的顶层抛出，它即是最后封装的非终结表达式
this.expression = stack.pop();
}
/**
*
* @Title: run
* @Description: 将键值对输入给表达式运算
* @param var
* @return
public int run(Map<String, Integer> var) {
return
测试
package demo;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
*
* @ClassName: ClientTest
* @Description:测试
* @author cheng
* @date
public class ClientTest
public static void main(String[] args) {
String expStr = "a+b-c+d+e";
Map<String, Integer> var = new HashMap<String, Integer>();
var.put("a", 1);
var.put("b", 2);
var.put("c", 2);
var.put("d", 4);
var.put("e", 3);
Context context = new Context();
// 先解析运算表达式
context.analyse(expStr);
// 进行运算
运行结果
8
优点
解释器是一个简单的语法分析工具，它最显著的优点就是扩展性，修改语法规则只需要修改相应的非终结符就可以了，若扩展语法，只需要增加非终结符类就可以了。
缺点
解释器模式会引起类的膨胀：每个语法都需要产生一个非终结符表达式，语法规则比较复杂时，就可能产生大量的类文件，为维护带来非常多的麻烦。
解释器模式采用递归调用方法：每个非终结符表达式只关心与自己相关的表达式，每个表达式需要知道最终的结果，必须通过一层一层的剥茧，无论是面向对象的语言还是面向过程的语言，递归都是一个不推荐的方式（只在必要条件下使用），它将导致调试非常复杂。想想看，如果要排查一个错误，我们是不是要一个个断点调试下去，直至最小的语法单元。
解释器模式使用了大量的循环和递归：效率是一个不容忽视的问题。特别是用于解释一个解析复杂、冗长的语法时，效率是难以忍受的。
注意事项
尽量不要在重要模块中使用解释器模式，否则维护会是一个很大的问题。在项目中可以使用shell、JRuby、Groovy等脚本语言来代替解释器模式、弥补Java编译型语言的不足。我们在一个银行的分析型项目中就采用了JRuby进行运算处理，避免使用解释器模式的四则运算，效率和性能各方面表现良好。
解释器模式在实际的系统开发中使用的非常少，因为它会引起效率、性能以及维护等问题，一般在大中型的框架型项目中能找到它的身影，如一些数据分析工具、报表设计工具、科学计算工具等，如果你确实遇到“一种特定类型的问题发生的频率足够高”的情况，准备使用解释器模式时，可以考虑一下Expression4J、MESP、Jep 等开源的解析工具包，功能都非常强大，而且非常容易使用，效率也不错，实现大多数的数学运算完全没有问题，自己没有必要重头开始编写解释器。
