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解释器模式

分类：行为型模式。

类结构

classDiagram
    direction TB
    class Client
    class Context {
        +lookup(String name) Object
    }
    class AbstractExpression {
        <<interface>>
        +interpret(Context context)
    }
    class TerminalExpression {
        +interpret(Context context)
    }
    class NonterminalExpression {
        +interpret(Context context)
    }
    Client ..> AbstractExpression : 构建并求值
    Client --> Context : 提供上下文
    AbstractExpression ..> Context : 读取解释所需信息
    AbstractExpression <|.. TerminalExpression
    AbstractExpression <|.. NonterminalExpression
    NonterminalExpression o-- "0..*" AbstractExpression : 子表达式

角色定义

角色 定义
Client（客户） 构造表示语法的表达式树，准备上下文，并发起解释。
Context（上下文） 保存解释过程需要的变量、符号等信息，供表达式访问。
AbstractExpression（抽象表达式） 声明所有表达式都支持的解释操作。
TerminalExpression（终结符表达式） 实现终结符的解释规则，不再递归解释子表达式。
NonterminalExpression（非终结符表达式） 持有子表达式，根据语法规则组合并解释它们；子表达式数量由具体语法决定。

Head First 示例：用简单语言控制鸭子

《Head First Design Patterns》第一版附录提出 Duck Pond Simulator：孩子用一种简单语言控制模拟鸭子，执行飞行、呱呱叫、向右转等动作。把语法结构表示为对象，就可以逐个解释并执行程序。

以下是这个场景的**教学建模**，不是原书完整语法或作者源码。类名、上下文与 SequenceExpression、RepeatExpression 的具体接口由本笔记定义，用“按顺序执行”“重复执行”说明非终结符如何组合终结符；这里的 DuckContext 也不是策略模式示例中的 Duck 类。

示例类型 模式角色 职责
DuckExpression 抽象表达式 声明在鸭子上下文中解释执行的操作。
FlyExpression / QuackExpression / TurnRightExpression 终结符表达式 分别解释一个基本动作，把执行委托给上下文。
SequenceExpression 非终结符表达式 保存一组子表达式，并按顺序解释。
RepeatExpression 非终结符表达式 保存重复次数和一个子表达式，重复解释该子表达式。
DuckContext 上下文 保存当前模拟鸭子的运行状态，并提供执行动作的能力。

示例 UML

classDiagram
    direction TB
    class DuckExpression {
        <<interface>>
        +interpret(DuckContext context)
    }
    class FlyExpression {
        +interpret(DuckContext context)
    }
    class QuackExpression {
        +interpret(DuckContext context)
    }
    class TurnRightExpression {
        +interpret(DuckContext context)
    }
    class SequenceExpression {
        +interpret(DuckContext context)
    }
    class RepeatExpression {
        -int times
        +interpret(DuckContext context)
    }
    class DuckContext {
        +fly()
        +quack()
        +turnRight()
    }
    DuckExpression <|.. FlyExpression
    DuckExpression <|.. QuackExpression
    DuckExpression <|.. TurnRightExpression
    DuckExpression <|.. SequenceExpression
    DuckExpression <|.. RepeatExpression
    SequenceExpression o-- "0..*" DuckExpression : 按顺序解释
    RepeatExpression --> DuckExpression : 重复解释
    DuckExpression ..> DuckContext : 执行动作

协作过程

  1. 把一段控制指令整理为表达式树；例如把飞行、鸣叫、右转三个动作放进一个顺序表达式。
  2. 如果需要重复动作，再用重复表达式包裹该顺序表达式。
  3. 从根节点调用 interpret(context)，非终结符按组合规则解释子节点。
  4. 基本动作节点调用上下文的对应操作，更新模拟鸭子的行为或状态。

场景来源（Google Books 原书公开检索片段；示例类图为本笔记整理）：

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