Java进阶篇设计模式之九----- 解释器模式和迭代器模式

前言

在上一篇中我们学习了行为型模式的责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)和命令模式（Command Pattern）。本篇则来学习下行为型模式的两个模式， 解释器模式(Interpreter Pattern)和迭代器模式（Iterator Pattern）。

解释器模式

简介

解释器模式顾名思义，就是对某事物进行解释。给定一个语言之后，解释器模式可以定义出其文法的一种表示，并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。

解释器模式其实就是对某事物进行解释。比如生活中经常用到的计算器，将我们用的语言转换成计算器预言，还有我们编写代码时用到的正则表达式等等。《大话设计模式》中对这个模式有个比较有意思的讲解，其中示例就是把老板对不同人说相同的话，不同的人会理解不同。这也说明的解释器模式核心就是进行解释。

解释器模式主要由这四个角色组成，抽象表达式(Expression)角色、终结符表达式(Terminal Expression)角色、非终结符表达式(Nonterminal Expression)角色和环境(Context)角色。

• 抽象解释器：声明一个所有具体表达式都要实现的抽象接口（或者抽象类），接口中主要是一个interpret()方法，称为解释操作。具体解释任务由它的各个实现类来完成，具体的解释器分别由终结符解释器TerminalExpression和非终结符解释器NonterminalExpression完成。
• 终结符表达式：实现与文法中的元素相关联的解释操作，通常一个解释器模式中只有一个终结符表达式，但有多个实例，对应不同的终结符。终结符一半是文法中的运算单元，比如有一个简单的公式R=R1+R2，在里面R1和R2就是终结符，对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。
• 非终结符表达式：文法中的每条规则对应于一个非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字，比如公式R=R1+R2中，+就是非终结符，解析+的解释器就是一个非终结符表达式。非终结符表达式根据逻辑的复杂程度而增加，原则上每个文法规则都对应一个非终结符表达式。
• 环境角色：这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值，比如R=R1+R2，我们给R1赋值100，给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中，很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

这里为了方便理解，我们使用一个简单的示例来加以说明。 平常我们在进行英语学习的时候，会自行翻译或者用到翻译工具。但是不同的翻译工具翻译的结果也可能不一样，这时我们只需要拿到自己想要的结果就行了。比如，使用百度和有道翻译“好好学习，天天向上！”，它们翻译的结果分别为“Study hard and keep up!”和“study hard and make progress every day！”，而xuwujing翻译的结果是“ Good good study, day day up！”。 那么我们便可以用解释器模式来实现这种场景。 首先定义一个抽象的解释器接口，有解释的这个方法，然后再定义不同的解释器实现该接口和方法，最后再来进行测试。那么代码如下:

interface Expreeion{
   void interpert(String word);
}

class  BaiduExpreeion implements Expreeion{
   String str ="好好学习，天天向上!";
   @Override
   public void interpert(String word) {
   	if(str.equals(word)) {
   		System.out.println("百度翻译："+word+" 的英文是  Study hard and keep up!");
   	}
   }
}

class  YouDaoExpreeion implements Expreeion{
   String str ="好好学习，天天向上!";
   @Override
   public void interpert(String word) {
   	if(str.equals(word)) {
   		System.out.println("有道翻译："+word+" 的英文是  study hard and make progress every day！");
   	}
   }
}

class  XuWuJingExpreeion implements Expreeion{
   String str ="好好学习，天天向上!";
   @Override
   public void interpert(String word) {
   	if(str.equals(word)) {
   		System.out.println("xuwujing翻译："+word+" 的英文是  Good good study, day day up！");
   	}
   }
}

public class InterpreterTest {
   public static void main(String[] args) {
   	String word = "好好学习，天天向上!";
   	Expreeion expreeion =new  BaiduExpreeion();
   	Expreeion expreeion2 =new  YouDaoExpreeion();
   	Expreeion expreeion3 =new  XuWuJingExpreeion();
   	expreeion.interpert(word);
   	expreeion2.interpert(word);
   	expreeion3.interpert(word);
   }
}
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输出结果:

百度翻译：好好学习，天天向上! 的英文是  Study hard and keep up!
有道翻译：好好学习，天天向上! 的英文是  study hard and make progress every day！
xuwujing翻译：好好学习，天天向上! 的英文是  Good good study, day day up！
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解释器模式优点：

扩展性好，子类扩展非常方便。 实现简单。

解释器模式缺点：

可使用的场景比较少； 类过多的话，会使代码臃肿，难以维护；

使用场景：

一个简单的语法规则需要解释的场景，比如sql。 有重复的问题的时候。

迭代器模式

简介

迭代器模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示，属于行为型模式。 它提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

我们对迭代器（Iterator）肯定不陌生，因为我们在Java开发中会经常用到，比如对List、Set和Map集合进行遍历或对数组进行遍历的时候。但是迭代器模式的话，可能就不太理解了，这里我们就简单讲讲迭代器模式。

迭代器模式主要由这四个角色组成，迭代器角色（Iterator）、具体迭代器角色（Concrete Iterator）、容器角色（Container）和具体容器角色（Concrete Container）。

• 迭代器角色（Iterator）：通过接口或抽象类声明实现的方法。
• 具体迭代器角色（Concrete Iterator）：具体迭代器角色要实现迭代器接口，并要记录遍历中的当前位置。
• 容器角色（Container）：容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。
• 具体容器角色（Concrete Container）：具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。

因为迭代器我们平时用的比较多，这里也不在过多描述了，这里就简单的介绍下迭代器模式的运作。 首先，定义一个迭代器角色（MyIterator ）和容器角色（MyIterable）的接口。 代码如下:

interface MyIterator {
	boolean hasNext();
	String next();
}

interface MyIterable{
	MyIterator getIterator();
	void add(String str);
	String get(int index);
}
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然后定义一个 具体容器角色（ListContainer ）实现容器角色的接口，这里的实现方法通过List自带的进行实现；然后再定义一个具体迭代器角色（ListIterator ）实现迭代器角色的接口，这里的实现的方法由自己实现。 那么代码如下:

class ListContainer implements MyIterable {
	
	 private List<String> list =new ArrayList<>(); 

	 
	@Override
	public MyIterator getIterator() {
		return new ListIterator();
	}

	@Override
	public void add(String str) {
		list.add(str);
	}

	@Override
	public String get(int index) {
		return list.get(index);
	}
	
	class ListIterator implements MyIterator{
		int index;
		@Override
		public boolean hasNext() {
			return index < list.size();
		}

		@Override
		public String next() {
			if (this.hasNext()) {
				return list.get(index++);
			}
			return null;
		}
	}
}

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最后再来进行代码的测试。 测试代码如下:

public static void main(String[] args) {
		MyIterable myIterable = new ListContainer();
		myIterable.add("1");
		myIterable.add("zhangsan");
		myIterable.add("2");
		myIterable.add("lisi");
		myIterable.add("3");
		myIterable.add("xuwujing");	
        MyIterator myIterator = myIterable.getIterator();
        while (myIterator.hasNext()){
            String str = myIterator.next();
            System.out.println(str);
        }      
	}
复制代码

输出结果:

		1
		zhangsan
		2
		lisi
		3
		xuwujing
复制代码

迭代器模式优点：

灵活度高，可以通过不同的方式遍历对象； 扩展性好，可以很方便的增加新的聚合类和迭代器类而不用修改之前的代码。

迭代器模式缺点：

由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

使用场景：

需要为聚合对象提供遍历的功能的时候。

其它

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