设计模式：解释器模式解耦不同表达式

/**
 * 解释器抽象类表达式，通过hashMap键值对，可以获取到变量的值
 */
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就是具体值
     * HashMap{a=10,b=20}
     * @param var
     */
    public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);
}

package com.mayun.study.designpattern.interpreter;
 
import java.util.HashMap;
 
/**
 * 变量的解释器
 */
public class VarExpression extends Expression {
    private String key;// key = a,key =b ,key = c
 
    public VarExpression(String key) {
        this.key = key;
    }
 
    /**
     *
     * @param var 就是{a=10,b=20}的一个HashMap
     * @return 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.mayun.study.designpattern.interpreter;
 
import java.util.HashMap;
 
/**
 * 抽象运算符号解释器，这里，每个运算符号都只和自由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
 *
 */
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 是让其子类实现的，因此interpreter 是一个默认实现
     * @param var
     * @return
     */
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return 0;
    }
}

package com.mayun.study.designpattern.interpreter;
 
import java.util.HashMap;
 
/**
 * 加法解释器
 */
public class AddExpression extends SymbolExpression {
    public AddExpression(Expression left, Expression right) {
        super(left, right);
    }
 
    /**
     * 处理相加
     * @param var 仍然是{a=10,b=20}
     * @return  返回left表达式对应的值 a =10 与右表达式对于宁的值b=20
     */
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);
    }
}

 
import java.util.HashMap;
 
/**
 * 减法解释器
 */
public class SubExpression extends SymbolExpression {
    public SubExpression(Expression left, Expression right) {
        super(left, right);
    }
 
    /**
     * 求出左右两表达式相减的值
     * @param var
     * @return
     */
    @Override
    public int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {
        return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);
    }
}

package com.mayun.study.designpattern.interpreter;
 
import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;
 
/**
 * 计算器类
 */
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
        //安排运算的先后顺序
        Stack<Expression> stack = new Stack<>();
        //表达式拆分成字符数组
        char[] charArray = expStr.toCharArray();
 
        Expression left = null;
        Expression right = null;
        //遍历字符数组，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中取出left
                    right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));//取出右表达式“b”
                    stack.push(new AddExpression(left, right));//然后根据得到的left和right构建AddExpression加入到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中
                    stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));
                    break;
            }
        }
        //当遍历完整个charArray数组后，stack就得到最后的Expression
        this.expression = stack.pop();
    }
 
    public int run(HashMap<String, Integer> var) {
        //最后将表达式和var绑定 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.mayun.study.designpattern.interpreter;
 
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;
 
/**
 * 解释器测试类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        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.println("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;
    }
}