Поведенческие паттерны: Интерпретатор (Interpreter) C#

Назначение:

Паттерн Интерпретатор (Interpreter) определяет представление грамматики для заданного языка и интерпретатор предложений этого языка. Как правило, данный шаблон проектирования применяется для часто повторяющихся операций.

Когда использовать Паттерн Interpreter:

Интерпретатор следует использовать когда вам  необходимо интерпретировать запись в другом языке и тд. Как один из примеров может служить перевод римских цифр в арабские.

UML схема паттерна "Интерпретатор"

Участники

• AbstractExpression: определяет интерфейс выражения, объявляет метод Interpret()

• TerminalExpression: терминальное выражение, реализует метод Interpret() для терминальных символов грамматики. Для каждого символа грамматики создается свой объект TerminalExpression

• NonterminalExpression: нетерминальное выражение, представляет правило грамматики. Для каждого отдельного правила грамматики создается свой объект NonterminalExpression.

• Context: содержит общую для интерпретатора информацию. Может использоваться объектами терминальных и нетерминальных выражений для сохранения состояния операций и последующего доступа к сохраненному состоянию

• Client: строит предложения языка с данной грамматикой в виде абстрактного синтаксического дерева, узлами которого являются объекты TerminalExpression и NonterminalExpression

Реализация шаблона "Интерпретатор" на C#:

    class MainApp
    {
        static void Main()
        {
            string roman = "MMXVIII";
            Context context = new Context(roman);

            //Строим 'parse tree'
            List<Expression> tree = new List<Expression>
            {
                new ThousandExpression(),
                new HundredExpression(),
                new TenExpression(),
                new OneExpression()
            };

            //Интерпритатор

            foreach (Expression exp in tree)
            {
                exp.Interpret(context);
            }
            Console.WriteLine("{0} = {1}",
                roman, context.Output);
            // Wait for user

            Console.ReadKey();
        }
    }

    class Context
    {
        // Constructor
        public Context(string input)
        {
            Input = input;
        }
        
        public string Input { get; set; }
        public int Output { get; set; }
    }

    /// <summary>
    /// 'AbstractExpression' класс
    /// </summary>
    abstract class Expression
    {
        public void Interpret(Context context)
        {
            if (context.Input.Length == 0)
                return;

            if (context.Input.StartsWith(Nine()))
            {
                context.Output += 9 * Multiplier();
                context.Input = context.Input.Substring(2);
            }
            else if (context.Input.StartsWith(Four()))
            {
                context.Output += 4 * Multiplier();
                context.Input = context.Input.Substring(2);
            }
            else if (context.Input.StartsWith(Five()))
            {
                context.Output += 5 * Multiplier();
                context.Input = context.Input.Substring(1);
            }

            while (context.Input.StartsWith(One()))
            {
                context.Output += 1 * Multiplier();
                context.Input = context.Input.Substring(1);
            }
        }

        public abstract string One();
        public abstract string Four();
        public abstract string Five();
        public abstract string Nine();
        public abstract int Multiplier();
    }

    /// <summary>
    /// A 'TerminalExpression' class
    /// <remarks>
    /// Тысячные проверки для римской цифры М
    /// </remarks>
    /// </summary>
    class ThousandExpression : Expression
    {
        public override string One() { return "M"; }
        public override string Four() { return " "; }
        public override string Five() { return " "; }
        public override string Nine() { return " "; }
        public override int Multiplier() { return 1000; }
    }

    /// <summary>
    /// A 'TerminalExpression' class
    /// <remarks>
    /// Сотые проверки для C, CD, D или CM
    /// </remarks>
    /// </summary>
    class HundredExpression : Expression
    {
        public override string One() { return "C"; }
        public override string Four() { return "CD"; }
        public override string Five() { return "D"; }
        public override string Nine() { return "CM"; }
        public override int Multiplier() { return 100; }
    }

    /// <summary>
    /// A 'TerminalExpression' class
    /// <remarks>
    ///  Проверки десяток для X, XL, L и XC
    /// </remarks>
    /// </summary>
    class TenExpression : Expression
    {
        public override string One() { return "X"; }
        public override string Four() { return "XL"; }
        public override string Five() { return "L"; }
        public override string Nine() { return "XC"; }
        public override int Multiplier() { return 10; }
    }

    /// <summary>
    /// A 'TerminalExpression' class
    /// <remarks>
    /// Проверки едениц для I, II, III, IV, V, VI, VI, VII, VIII, IX
    /// </remarks>
    /// </summary>
    class OneExpression : Expression
    {
        public override string One() { return "I"; }
        public override string Four() { return "IV"; }
        public override string Five() { return "V"; }
        public override string Nine() { return "IX"; }
        public override int Multiplier() { return 1; }
    }