设计模式之十九之解释器模式

package com.hy.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 抽象类表达式，通过HashMap 键值对, 可以获取到变量的值
 *
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 22:59
 */
public abstract class Expression {
    // a + b - c
    // 解释公式和数值, key 就是公式(表达式) 参数[a,b,c], value就是就是具体值
    // HashMap {a=10, b=20}
    public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);
}

package com.hy.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 变量的解释器
 *
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 23:00
 */
public class VarExpression extends Expression {

    private String key; // key=a,key=b,key=c

    public VarExpression(String key) {
        this.key = key;
    }

    // var 就是{a=10, b=20}
    // interpreter 根据 变量名称，返回对应值
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return var.get(this.key);
    }
}

package com.hy.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 抽象运算符号解析器 这里，每个运算符号，都只和自己左右两个数字有关系，
 * 但左右两个数字有可能也是一个解析的结果，无论何种类型，都是Expression类的实现类
 *
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 23:02
 */
public class SymbolExpression extends Expression {

    protected Expression left;
    protected Expression right;

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

    //因为 SymbolExpression 是让其子类来实现，因此 interpreter 是一个默认实现
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return 0;
    }
}

package com.hy.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 23:03
 */
public class SubExpression extends SymbolExpression {

    public SubExpression(Expression left, Expression right) {
        super(left, right);
    }

    //求出left 和 right 表达式相减后的结果
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);
    }
}


package com.hy.interpreter;

import java.util.HashMap;

/**
 * 加法解释器
 *
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 23:04
 */
public class AddExpression extends SymbolExpression {

    public AddExpression(Expression left, Expression right) {
        super(left, right);
    }

    //处理相加
    //var 仍然是 {a=10,b=20}..
    //一会我们debug 源码,就ok
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        //super.left.interpreter(var) ： 返回 left 表达式对应的值 a = 10
        //super.right.interpreter(var): 返回right 表达式对应值 b = 20
        return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);
    }
}

package com.hy.interpreter;

import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;

/**
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 23:05
 */
public class Calculator {

    // 定义表达式
    private Expression expression;

    // 构造函数传参，并解析
    public Calculator(String expStr) { // expStr = a+b
        // 安排运算先后顺序
        Stack<Expression> stack = new Stack<>();
        // 表达式拆分成字符数组
        char[] charArray = expStr.toCharArray();// [a, +, b]

        Expression left = null;
        Expression right = null;
        //遍历我们的字符数组， 即遍历  [a, +, b]
        //针对不同的情况，做处理
        for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
            switch (charArray[i]) {
                case ‘+‘: //
                    left = stack.pop();// 从stack取出left => "a"
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));// 取出右表达式 "b"
                    stack.push(new AddExpression(left, right));// 然后根据得到left 和 right 构建 AddExpresson加入stack
                    break;
                case ‘-‘: //
                    left = stack.pop();
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));
                    stack.push(new SubExpression(left, right));
                    break;
                default:
                    //如果是一个 Var 就创建要给 VarExpression 对象，并push到 stack
                    stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
                    break;
            }
        }
        //当遍历完整个 charArray 数组后，stack 就得到最后Expression
        this.expression = stack.pop();
    }

    public int run(HashMap<String, Integer> var) {
        //最后将表达式a+b和 var = {a=10,b=20}
        //然后传递给expression的interpreter进行解释执行
        return this.expression.interpreter(var);
    }
}

package com.hy.interpreter;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;

/**
 * @author hanyong
 * @date 2020/12/10 23:16
 */
public class ClientTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        String expStr = getExpStr(); // a+b
        HashMap<String, Integer> var = getValue(expStr);// var {a=10, b=20}
        Calculator calculator = new Calculator(expStr);
        System.out.println("运算结果：" + expStr + "=" + calculator.run(var));
    }

    // 获得表达式
    public static String getExpStr() throws IOException {
        System.out.print("请输入表达式：");
        return (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
    }

    // 获得值映射
    public static HashMap<String, Integer> getValue(String expStr) throws IOException {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();

        for (char ch : expStr.toCharArray()) {
            if (ch != ‘+‘ && ch != ‘-‘) {
                if (!map.containsKey(String.valueOf(ch))) {
                    System.out.print("请输入" + String.valueOf(ch) + "的值：");
                    String in = (new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))).readLine();
                    map.put(String.valueOf(ch), Integer.valueOf(in));
                }
            }
        }

        return map;
    }
}