1 / 18

Interpreter (design pattern)

Interpreter (design pattern). Bc. Martin Petru ňa 30 .10.2012 SAI. Interpreter zo života. Máme jazyk: h u d b a Jeho reprezentáciu: n o t y A niekoho, kto ho interpretuje : h u d o b n í k. Definícia.

dyami
Télécharger la présentation

Interpreter (design pattern)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Interpreter (design pattern) Bc. Martin Petruňa 30.10.2012 SAI

  2. Interpreter zoživota • Máme jazyk: • h u d b a • Jeho reprezentáciu: • n o t y • A niekoho, kto ho • interpretuje: • h u d o b n í k

  3. Definícia • Given a language, define a representation for its grammar along with an interpreter that uses the representation to interpret sentences in the language (podľa GoF). • Predstavuje spôsob výpočtu ohodnotenia (interpretácie) na základe reprezentácie konkrétnej inštancie z jazyka. Nestará sa o konštrukciu. • Radíme ho k behaviorálnymnávrhovým vzorom (podľa GoF).

  4. Motivácia • Trieda problémov sa opakovane vyskytuje v jednoduchej a dobre popísateľnej doméne. • Ak doménu charakterizujem jazykom, potom môžem tieto problémy (slová jazyka) riešiť pomocou nejakého interpretačného „stroja“. • Teda namapujemdoménu na jazyk, jazyk na gramatiku a gramatiku na hierarchickú štruktúru objektov.

  5. Schéma Interpreteru

  6. Účastníci • AbstractExpression – deklaruje metódu interpret(), ktorá je spoločná pre všetky uzly(objekty) abstraktného syntaktického stromu. • TerminalExpression – reprezentuje terminálne symboly v gramatike, samostatná inštancia pre každý terminálny symbol vstupu. • NonterminalExpression – reprezentuje neterminály(pravidlá) v gramatike. Pre každé pravidlo samostatný typ: • reprezentuje pravidlo R::=R1R2…RNgramatiky • udržuje AbstractExpression pre každý symbol R1R2…RN

  7. Účastníci • Context– udržuje globálne informácie pre celý Interpreter. • Client – disponuje abstraktným syntaktickým stromom, ktorý reprezentuje slovo z jazyka definovaného príslušnou gramatikou. Uzly tohto stromu sú tvorené inštanciami TerminalExpressiona NonterminalExpression. Client je ten, kto volá metódu interpret().

  8. Príklad z knihy DesignPatterns: ElementsofReusableObject-Oriented Software (K.Zhang) Příklad: gramatika regulárního výrazu: • expression ::= literal | alternation | sequence | repetition | '(' expression ')' • alternation ::= expression '|' expression • sequence ::= expression '&' expression • repetition ::= expression '*' • literal ::= 'a' | 'b' | 'c' | ... { 'a' | 'b' | 'c' | ... }*

  9. Schéma inštancie návrhového vzoru Pozor na smer šípky – definuje typ a zoznam argumentov – objektov.

  10. Príklad inštancie syntaktického stromu • Reprezentáciaregexu: • raining& ( dog | cats)* • expression ::= literal | alternation | sequence | repetition | '(' expression ')' • alternation::= expression '|' expression • sequence ::= expression '&' expression • repetition::= expression '*' • literal::= 'a' | 'b' | 'c' | ... { 'a' | 'b' | 'c' | ... }*

  11. Príklad - Boolovské výrazy • BooleanExp ::= VariableExp | Constant | OrExp | AndExp | NotExp | '(' BooleanExp ')' • AndExp ::= BooleanExp 'and' BooleanExp • OrExp ::= BooleanExp 'or' BooleanExp • NotExp ::= 'not' BooleanExp • Constant ::= 'true' | 'false' • VariableExp ::= 'A' | 'B' | ... | 'X' | 'Y' | 'Z' Spoločný interface pre všetky triedy definujúce korektný boolean výraz. class BooleanExp { public: BooleanExp(); virtual ~BooleanExp(); virtual bool Evaluate(Context&) = 0; virtual BooleanExp* Replace(const char*, BooleanExp&) = 0; virtual BooleanExp* Copy() const = 0; }; Kontext popisuje ohodnotenie premenných – elementárnych výrokov. class Context { public: bool Lookup(const char*) const; void Assign(VariableExp*, bool); };

  12. Príklad - Boolovské výrazy class VariableExp : public BooleanExp { public: VariableExp(const char*); virtual ~VariableExp(); virtual bool Evaluate(Context&); virtual BooleanExp* Replace(const char*, BooleanExp&); virtual BooleanExp* Copy() const; private: char* _name; }; VariableExp::VariableExp (const char* name) { _name = strdup(name); } boolVariableExp::Evaluate (Context& aContext) { return aContext.Lookup(_name); } BooleanExp* VariableExp::Copy () const { return new VariableExp(_name); } BooleanExp* VariableExp::Replace (const char* name, BooleanExp& exp) { if (strcmp(name, _name) == 0) return exp.Copy(); else return new VariableExp(_name); } Typ reprezentujúci terminálny výraz – premennú. Premenná je identifikovaná menom. Metóda evaluate v úlohe metódy „interpret“ využíva globálnu informáciu z kontextu

  13. Príklad - Boolovské výrazy class AndExp : public BooleanExp { public: AndExp(BooleanExp*, BooleanExp*); virtual ~ AndExp(); virtual bool Evaluate(Context&); virtual BooleanExp* Replace(const char*, BooleanExp&); virtual BooleanExp* Copy() const; private: BooleanExp* _operand1; BooleanExp* _operand2; }; AndExp::AndExp (BooleanExp* op1, BooleanExp* op2) { _operand1 = op1; _operand2 = op2; } boolAndExp::Evaluate (Context& aContext) { return_operand1->Evaluate(aContext) &&_operand2->Evaluate(aContext); } BooleanExp* AndExp::Copy () const { returnnew AndExp(_operand1->Copy(), _operand2->Copy()); } BooleanExp* AndExp::Replace (const char* name, BooleanExp& exp) { returnnew AndExp( _operand1->Replace(name, exp), _operand2->Replace(name, exp) ); } Typ reprezentujúci neterminálny výraz – „pravidlo pre AND“. Obe „symboly“ z pravidla AND typu BooleanExp Interpretácia objektu tohto typu spočíva v logickom súčine interpretácií oboch synov.

  14. Príklad - Boolovské výrazy BooleanExp* expression; Context context; VariableExp* x = new VariableExp("X"); VariableExp* y = new VariableExp("Y"); expression = new OrExp( new AndExp(new Constant(true), x), new AndExp(y, new NotExp(x)) ); context.Assign(x, false); context.Assign(y, true); bool result = expression->Evaluate(context); Vytvorenie reprezentácie výrazu: (true AND x)OR(y AND NOT(x)) Vytvoreniekontextu pre interpretáciu výrazu – zadefinovanie ohodnotenia premenných. VariableExp* z = new VariableExp("Z"); NotExpnot_z(z); BooleanExp* replacement = expression->Replace("Y", not_z); context.Assign(z, true); result = replacement->Evaluate(context); Môžeme previesť interpretáciu celého „slova“. Potom môžeme napr. zmeniť kontext, a zopakovať. Alebo môžeme zmeniť reprezentáciu, a opäť vyhodnotiť.

  15. Vzťahy k iným vzorom • Composite – Abstraktný syntaxovýstrom je realizácia návrhového vzoru Composite. • Flyweight – Pomocou Flyweight je možné realizovať zdieľanie terminálnych uzlov v rámci stromu. • Iterator – Prechádzanie stromom je možné realizovať pomocou Iterátora (Kurzor typu Uzol). • Visitor – sa využije vtedy, ak je potreba „parametrizovať“ interpretáciu.

  16. Iné poznámky • Vhodné pre jednoduché gramatiky, v opačnom prípade je objektový graf neprehľadný a ťažkopádny. • Efektívne interpretéry typicky najprv prevádzajú stromovú štruktúru do efektívnejšie spracovateľnej štruktúry. • Výhody: • Ľahko rozširovateľná gramatika • Relatívne ľahko možno pridať nové formy interpretácie

  17. Príklady využitie v Jave • Parsery v org.hibernate.hql.classic.* • Node v org.w3c.dom.* • javax.el.ELResolver (JSF) • java.text.Normalizer • java.text.Format • java.util.regex.Pattern

  18. Ďakujem za pozornosť!

More Related