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设计模式[15]——解释器模式（Interpreter）一分钟彻底说透（C++版·软件领域真实例子）

一句话定义

给定一个语言（语法规则），定义它的文法表示，并定义一个解释器来解释和执行该语言中的句子。

最狠的比喻（软件人专属）

SQL查询解析器：

• 用户输入"SELECT name FROM users WHERE age > 30"
• 解释器把字符串解析成抽象语法树（AST）
• 然后遍历树执行：筛选、投影、过滤
  客户端只管写SQL，完全不知道底层怎么解析执行。

GoF原版解释器很冷门，因为它通常只用于自定义小型语言/DSL（领域特定语言），大项目里往往用现成解析器（如ANTLR、Boost.Spirit），但理解它能让你看懂所有表达式引擎的原理。

为什么需要它？（坏味道瞬间爆炸）

不用解释器，你会这样写：

if(input=="A and B"){/* 手动解析 */}elseif(input=="A or (B and C)"){/* 嵌套if爆炸 */}// 新增一种语法？所有代码全改，寄！

和之前模式彻底分清（10秒表）

真实软件例子：简单布尔表达式解释器（规则引擎常见）

#include<iostream>#include<memory>#include<string>#include<map>usingnamespacestd;// 上下文（携带变量值）structContext{map<string,bool>variables;};// 1. 抽象表达式（所有节点共用接口）classExpression{public:virtual~Expression()=default;virtualboolinterpret(constContext&ctx)const=0;};// 2. 终结符表达式（变量）classVariable:publicExpression{string name;public:explicitVariable(string n):name(move(n)){}boolinterpret(constContext&ctx)constoverride{autoit=ctx.variables.find(name);returnit!=ctx.variables.end()&&it->second;}};// 3. 非终结符表达式（运算符）classAndExpression:publicExpression{unique_ptr<Expression>left,right;public:AndExpression(unique_ptr<Expression>l,unique_ptr<Expression>r):left(move(l)),right(move(r)){}boolinterpret(constContext&ctx)constoverride{returnleft->interpret(ctx)&&right->interpret(ctx);}};classOrExpression:publicExpression{unique_ptr<Expression>left,right;public:OrExpression(unique_ptr<Expression>l,unique_ptr<Expression>r):left(move(l)),right(move(r)){}boolinterpret(constContext&ctx)constoverride{returnleft->interpret(ctx)||right->interpret(ctx);}};classNotExpression:publicExpression{unique_ptr<Expression>expr;public:explicitNotExpression(unique_ptr<Expression>e):expr(move(e)){}boolinterpret(constContext&ctx)constoverride{return!expr->interpret(ctx);}};

客户端：构建并解释表达式树

intmain(){// 构建表达式：(isAdmin and isActive) or (isGuest and not isBanned)autoisAdmin=make_unique<Variable>("isAdmin");autoisActive=make_unique<Variable>("isActive");autoisGuest=make_unique<Variable>("isGuest");autoisBanned=make_unique<Variable>("isBanned");autoadminAccess=make_unique<AndExpression>(move(isAdmin),move(isActive));autoguestAccess=make_unique<AndExpression>(move(isGuest),make_unique<NotExpression>(move(isBanned)));autofinalExpr=make_unique<OrExpression>(move(adminAccess),move(guestAccess));// 测试不同上下文Context ctx1{{"isAdmin",true},{"isActive",true}};// 管理员cout<<"管理员权限: "<<finalExpr->interpret(ctx1)<<endl;// trueContext ctx2{{"isGuest",true},{"isBanned",false}};// 正常游客cout<<"正常游客权限: "<<finalExpr->interpret(ctx2)<<endl;// trueContext ctx3{{"isGuest",true},{"isBanned",true}};// 被禁游客cout<<"被禁游客权限: "<<finalExpr->interpret(ctx3)<<endl;// false}

输出：

管理员权限: 1 正常游客权限: 1 被禁游客权限: 0

C++ 真实项目里无处不在（虽然不直接叫Interpreter）

• 规则引擎：Drools/Jess的布尔规则 → 解释器模式
• 表达式计算：Cron表达式解析、数学表达式求值（muParser）
• 查询语言：小型SQL子集、JSONPath、XPath
• 脚本引擎：Lua/C++绑定、配置文件的条件判断
• Boost.Spirit：强大解析器生成器（本质是解释器模式的高级实现）

经典坑 & 正确姿势

• 解释器模式适合简单语法，复杂语言用解析器生成器（ANTLR、yacc）
• 每种语法规则对应一个类 → 类爆炸风险（用组合而非继承可缓解）
• 性能要求高时，解释一次后缓存AST

终极口诀（规则引擎开发者专属）

“语法规则变树状，解释器里走一遭；
布尔SQL随便写，动态执行真牛逼！”

刻在DNA里的一句话

当你需要实现一个自定义的简单语言/表达式/规则（布尔逻辑、查询、配置条件），且希望灵活解释执行时，
立刻上解释器模式——把语法转成对象树，递归解释，想怎么玩都行！

现在，解释器模式（GoF里最冷门但最有逼格的一个）彻底说透了！