解释器（Interpreter）

一句话意图：给定一种语言，定义它的文法表示，并定义一个解释器来解释该语言中的句子。

适用场景

• 需要解释执行简单文法的表达式：加减法、布尔条件、简单查询/规则 DSL。
• 文法可映射成抽象语法树（AST），且节点类型稳定。
• 规则频繁变、又不想每次改代码，可用它实现可配置的规则表达式。

复杂语法（完整编程语言、SQL）更适合用词法/语法分析器（如 ANTLR）生成，而不是手写解释器模式。

结构与角色

角色	职责
AbstractExpression	声明 interpret(Context)
TerminalExpression	终结符（如数字、变量），不可再分
NonterminalExpression	非终结符（如加法、乘法），组合子表达式
Context	保存解释器需要的全局信息

终结符对应语法中的「叶子」，非终结符对应「组合」，整体是一棵树。

Java 示例（求值 1 + 2 + 3）

// 上下文：这里用一个 Map 保存变量值，示例加减法用不到变量，保留以便扩展
import java.util.Map;

// 抽象表达式
interface Expression {
    int interpret(Map<String, Integer> context);
}

// 终结符：数字
class NumberExpression implements Expression {
    private final int value;
    NumberExpression(int value) { this.value = value; }
    @Override public int interpret(Map<String, Integer> context) { return value; }
}

// 终结符：变量
class VariableExpression implements Expression {
    private final String name;
    VariableExpression(String name) { this.name = name; }
    @Override public int interpret(Map<String, Integer> context) {
        return context.getOrDefault(name, 0);
    }
}

// 非终结符：加法
class AddExpression implements Expression {
    private final Expression left;
    private final Expression right;
    AddExpression(Expression left, Expression right) {
        this.left = left; this.right = right;
    }
    @Override public int interpret(Map<String, Integer> context) {
        return left.interpret(context) + right.interpret(context);   // 递归解释
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 手工构建 AST：((1 + 2) + x)
        Map<String, Integer> ctx = Map.of("x", 3);
        Expression ast = new AddExpression(
                new AddExpression(new NumberExpression(1), new NumberExpression(2)),
                new VariableExpression("x"));
        System.out.println(ast.interpret(ctx));   // 1 + 2 + 3 = 6
    }
}

优缺点

优点	缺点
文法规则易于扩展、组合灵活	复杂文法会生成大量类，难维护
每条规则对应一个类，语义清晰	递归解释、效率一般，不适合性能敏感场景
适合小型领域语言/规则引擎	文法一复杂就不如用专业解析器

与相似模式的区别

• vs 组合：结构都是树、都递归处理；组合是统一处理节点，解释器是对树做求值/解释，每个节点有具体语义。
• vs 访问者：访问者把操作外提到Visitor；解释器把操作放在每个表达式节点自身的 interpret 里。
• vs 策略：策略是选一个算法；解释器是把一棵表达式树递归解释成结果。

一句话记忆

语法树即模式：终结符当叶子、非终结符当组合，interpret 递归求值。

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详解见 行为型解释器模式。