解释器模式c语言_解释器模式java_解释器设计模式

尽管 Java™ 不支持这些技术，下一代 JVM 语言均支持这些技术，但其具体实现细则有所不同。在本文中，Neal Ford 将探讨 Groovy、Scala 和 Clojure 如何通过以 Java 无法支持的方式来实现函数式扩展，从而实现解释器设计模式的目的。

在本期 函数式思维 的文章中，我将继续研究 Gang of Four (GoF) 设计模式（参阅 参考资料）的函数式替代解决方案。在本文中，我将研究最少人了解，但却是最强大的模式之一：解释器 (Interpreter)。

解释器的定义是：

给定一个语言，定义其语法表示，以及一个使用该表示来解释语言中的句子的解释器。

换句话说，如果您正在使用的语言不适用于解决问题，那么用它来构建一个适用的语言。关于该方 法的一个很好的示例出现在 Web 框架中，如 Grails 和 Ruby on Rails，它们扩展了自己的基础语言（分别是 Groovy 和 Ruby），使编写 Web 应用程序变得更容易。

这种模式最少人了解，因为构建一种新的语言并不常见，需要的技能和惯用语法。它是最强大的 设计模式，因为它鼓励您针对正在解决的问题扩展自己的编程语言。这在 Lisp（因此 Clojure 也同样）世界是一个普遍的特质，但在主流语言中不太常见。

当使用禁止对语言本身进行扩展的语言（如 Java）时，开发人员往往将自己的思维塑造成该语言的语法；这是您的惟一选择。然而，当您渐渐习惯使用允许轻松扩展的语言时，您就会开始将语言折向解决问题的方向，而不是其他折衷的方式。

Java 缺乏直观的语言扩展机制，除非您求助于面向方面的编程。然而，下一代的 JVM 语言（Groovy、Scala 和 Clojure）均支持以多种方式进行扩展。通过这样做，它们可以达到解释器设计模式的目的。首先，我将展示如何使用这三种语言实现操作符重载，然后演示 Groovy 和 Scala 如何让您扩展现有的类。

操作符重载（operator overloading）

操作符重载 是函数式语言的一个常见特性，能够重定义操作符（如 +、- 或 *）配合新的类型工作，并表现出新的行为。操作符重载的缺失是 Java 形成时期的一个有意识的决定，但现在几乎每一个现代语言都具备这个特性，包括在 JVM 上 Java 的天然人。

Groovy

Groovy 尝试更新 Java 的语法，使其跟上潮流，同时保留其自然语义。因此，Groovy 通过将操作符自动映射到方法名称实现操作符重载。解释器设计模式例如，如果您想重载 Integer 的 + 操作符，那么您要重写 Integer 类的 plus() 方法。完整的映射列表已提供；表 1 显示了列表的一部分：

表 1. Groovy 的操作符/方法映射列表的一部分

操作符 方法

作为一个操作符重载的示例，我将在 Groovy 和 Scala 中都创建一个 ComplexNumber 类。复数 是一个数学概念，由一个实数 和虚数 部分组成，一般写法是，例如 3 + 4i。复数在许多科学领域中都很常用，包括工程学、物理学、电磁学和混沌理论。开发人员在编写这些领域的应用程序时，大大受益于能够创建反映其问题域的操 作符。

清单 1 中显示了一个 Groovy ComplexNumber 类：

清单 1. Groovy 中的 ComplexNumber

				
package complexnums

class ComplexNumber {
   def real, imaginary

  public ComplexNumber(real, imaginary) {
    this.real = real
    this.imaginary = imaginary
  }

  def plus(rhs) {
    new ComplexNumber(this.real + rhs.real, this.imaginary + rhs.imaginary)
  }
  
  def multiply(rhs) {
    new ComplexNumber(
        real * rhs.real - imaginary * rhs.imaginary,
        real * rhs.imaginary + imaginary * rhs.real)
  }

  String toString() {
    real.toString() + ((imaginary < 0 ? "" : "+") + imaginary + "i").toString()
  }
}

在 清单 1 中，我创建一个类，保存实数和虚数部分，并且我创建重载的 plus() 和 multiply() 操作符。两个复数的相加是非常直观的：plus() 操作符将两个数各自的实数和虚数分别进行相加，并产生结果。两个复数的相乘需要以下公式：

(x + yi)(u + vi) = (xu - yv) + (xv + yu)i
			

在 清单 1 中的 multiply() 操作符复制该公式。它将两个数字的实数部分相乘，然后减去虚数部分相乘的积，再加上实数和虚数分别彼此相乘的积。

标签: 模式, 框架

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