解釋器模式

習題預習

User ask:
給我5題Interpreter Pattern的中文問題

ChatGPT answer:
  1. 什麼是Interpreter Pattern?

  2. Interpreter Pattern中的Abstract Expression是什麼?

  3. Interpreter Pattern中的Terminal Expression和Non-terminal Expression有何不同?

  4. Interpreter Pattern是否能處理大型的語法樹?

  5. Interpreter Pattern如何與其他Design Pattern搭配使用?

說明知識

User ask:
以中文說明Interpreter Pattern並舉例

ChatGPT answer:

Interpreter Pattern 是一種設計模式,它定義了一種方式來解釋語言的語法規則,用於創建一個解釋器,以解析和執行語言的表達式。這種模式的核心思想是將一個特定的語言解釋器分離出來,使得它可以獨立於整個語言系統的其他部分進行開發和維護。Interpreter Pattern 主要由以下兩個組成部分組成:

1.文法(Grammar):定義了語言中可以使用的合法語法結構。
2.解釋器(Interpreter):用於對文法表示的語言語句進行解釋和執行。

例如,我們可以創建一個簡單的解釋器來解析和執行 SQL 語句,如下所示:

  1. 文法:定義了 SQL 語句的語法結構和語義。
<SQL Query> ::= SELECT <Columns> FROM <Table> WHERE <Conditions>
<Columns> ::= <Column Name> | <Column Name>, <Columns>
<Conditions> ::= <Field> <Operator> <Value>
<Table> ::= <Table Name>
<Column Name> ::= <String>
<Operator> ::= = | > | < | >= | <= | <>
<Value> ::= <String>
<Field> ::= <String>
  1. 解釋器:用於解釋和執行 SQL 查詢語句並生成結果。
class SQLInterpreter:
    def __init__(self, query: str):
        self.tokens = query.split()
        self.columns = []
        self.table = ""
        self.conditions = {}

    def interpret(self):
        if "select" in self.tokens:
            for i in range(self.tokens.index("select") + 1, self.tokens.index("from")):
                if self.tokens[i] != ",":
                    self.columns.append(self.tokens[i])
        if "from" in self.tokens:
            self.table = self.tokens[self.tokens.index("from") + 1]
        if "where" in self.tokens:
            i = self.tokens.index("where") + 1
            while i < len(self.tokens):
                self.conditions[self.tokens[i]] = self.tokens[i + 2]
                i += 3
        # 執行 SQL 查詢語句並生成結果
        ...

query = "select id, name from customers where age > 18"
interpreter = SQLInterpreter(query)
interpreter.interpret()

在以上示例中,我們創建了一個簡單的 SQL 解釋器,它可以解釋和執行 SQL 查詢語句,並返回查詢結果。使用這種模式可以將解釋器與整個系統的其他部分解耦,從而更好地管理和維護系統。

彙總重點

User ask:
以中文條列Interpreter Pattern的重點

ChatGPT answer:
  1. Interpreter模式是一種行為模式,它用於將一個語言表示成某個規則和操作的解釋器。

  2. Interpreter模式由四個元素組成:客戶端,上下文,抽像表達式和具體表達式。

  3. 客戶端負責創建表示語言的表達式和解釋器,以及定義經由解釋器解釋的語言。

  4. 上下文包含解釋器將要處理的數據。

  5. 抽像表達式可以是一個接口或抽像類,它定義了解釋器所需的公共操作。

  6. 具體表達式實現了抽像表達式所定義的操作,並與為該語言或語法規則定義的標記對應。

  7. Interpreter模式的目的是定義一個語言,並且將這個語言編譯成一個可執行的指令序列。

  8. Interpreter模式通常會和其他模式,如Composite模式、Iterator模式、Visitor模式等一起使用,以實現更複雜的結構。

  9. Interpreter模式的優點包括:區分了文法規則和操作,易於擴展和修改,使代碼結構更具有可讀性。

  10. Interpreter模式的缺點則包括:解釋器可以變得非常複雜,特別是當需要支持多種語言時;編譯出的指令序列可能不高效,因為每個表達式都要解釋一遍。

知識測驗

User ask:
以中文給我5題Interpreter Pattern的中等難度問題,並在後面列出答案

ChatGPT answer:
  1. 如何實現Interpreter Pattern中的Nonterminal Expression?
  2. Interpreter Pattern可以用於什麼應用場景?
  3. Interpreter Pattern中的Abstract Expression有哪些特點?
  4. 如何實現Interpreter Pattern中的Terminal Expression?
  5. Interpreter Pattern和Visitor Pattern有什麼區別?

答案:

  1. Nonterminal Expression可以通過組合和遞歸來實現。將各個終端表達式組合在一起,構成一個複雜的非終端表達式。
  2. Interpreter Pattern適合用於需要解釋一些複雜的語法或表達式的場景,例如解釋正則表達式、編程語言的語法等。
  3. Abstract Expression用於定義表達式的解釋方法,包含接受方法,可以實現表達式的遞歸解釋。
  4. Terminal Expression可以直接實現表達式的解釋。它構成表達式的基本組成單位,終止表達式的遞歸處理。
  5. Interpreter Pattern和Visitor Pattern都是行為型模式,但是它們所關注的重點不同。Interpreter Pattern用於對語言中的表達式進行解釋,而Visitor Pattern用於對一個對像進行操作。