# 自定義語言的實現——解釋器模式（四） 18.4 完整解決方案 為了能夠解釋機器人控制指令，Sunny軟件公司開發人員使用解釋器模式來設計和實現機器人控制程序。針對五條文法規則，分別提供五個類來實現，其中終結符表達式direction、action和distance對應DirectionNode類、ActionNode類和DistanceNode類，非終結符表達式expression和composite對應SentenceNode類和AndNode類。 我們可以通過抽象語法樹來表示具體解釋過程，例如機器人控制指令“down run 10 and left move 20”對應的抽象語法樹如圖18-4所示：  圖18-4 機器人控制程序抽象語法樹實例 機器人控制程序實例基本結構如圖18-5所示：  圖18-5 機器人控制程序結構圖 在圖18-5中，AbstractNode充當抽象表達式角色，DirectionNode、ActionNode和DistanceNode充當終結符表達式角色，AndNode和SentenceNode充當非終結符表達式角色。完整代碼如下所示： ``` //注：本實例對機器人控制指令的輸出結果進行模擬，將英文指令翻譯為中文指令，實際情況是調用不同的控制程序進行機器人的控制，包括對移動方向、方式和距離的控制等 import java.util.*; //抽象表達式 abstract class AbstractNode { public abstract String interpret(); } //And解釋：非終結符表達式 class AndNode extends AbstractNode { private AbstractNode left; //And的左表達式 private AbstractNode right; //And的右表達式 public AndNode(AbstractNode left, AbstractNode right) { this.left = left; this.right = right; } //And表達式解釋操作 public String interpret() { return left.interpret() + "再" + right.interpret(); } } //簡單句子解釋：非終結符表達式 class SentenceNode extends AbstractNode { private AbstractNode direction; private AbstractNode action; private AbstractNode distance; public SentenceNode(AbstractNode direction,AbstractNode action,AbstractNode distance) { this.direction = direction; this.action = action; this.distance = distance; } //簡單句子的解釋操作 public String interpret() { return direction.interpret() + action.interpret() + distance.interpret(); } } //方向解釋：終結符表達式 class DirectionNode extends AbstractNode { private String direction; public DirectionNode(String direction) { this.direction = direction; } //方向表達式的解釋操作 public String interpret() { if (direction.equalsIgnoreCase("up")) { return "向上"; } else if (direction.equalsIgnoreCase("down")) { return "向下"; } else if (direction.equalsIgnoreCase("left")) { return "向左"; } else if (direction.equalsIgnoreCase("right")) { return "向右"; } else { return "無效指令"; } } } //動作解釋：終結符表達式 class ActionNode extends AbstractNode { private String action; public ActionNode(String action) { this.action = action; } //動作（移動方式）表達式的解釋操作 public String interpret() { if (action.equalsIgnoreCase("move")) { return "移動"; } else if (action.equalsIgnoreCase("run")) { return "快速移動"; } else { return "無效指令"; } } } //距離解釋：終結符表達式 class DistanceNode extends AbstractNode { private String distance; public DistanceNode(String distance) { this.distance = distance; } //距離表達式的解釋操作 public String interpret() { return this.distance; } } //指令處理類：工具類 class InstructionHandler { private String instruction; private AbstractNode node; public void handle(String instruction) { AbstractNode left = null, right = null; AbstractNode direction = null, action = null, distance = null; Stack stack = new Stack(); //聲明一個棧對象用于存儲抽象語法樹 String[] words = instruction.split(" "); //以空格分隔指令字符串 for (int i = 0; i < words.length; i++) { //本實例采用棧的方式來處理指令，如果遇到“and”，則將其后的三個單詞作為三個終結符表達式連成一個簡單句子SentenceNode作為“and”的右表達式，而將從棧頂彈出的表達式作為“and”的左表達式，最后將新的“and”表達式壓入棧中。 if (words[i].equalsIgnoreCase("and")) { left = (AbstractNode)stack.pop(); //彈出棧頂表達式作為左表達式 String word1= words[++i]; direction = new DirectionNode(word1); String word2 = words[++i]; action = new ActionNode(word2); String word3 = words[++i]; distance = new DistanceNode(word3); right = new SentenceNode(direction,action,distance); //右表達式 stack.push(new AndNode(left,right)); //將新表達式壓入棧中 } //如果是從頭開始進行解釋，則將前三個單詞組成一個簡單句子SentenceNode并將該句子壓入棧中 else { String word1 = words[i]; direction = new DirectionNode(word1); String word2 = words[++i]; action = new ActionNode(word2); String word3 = words[++i]; distance = new DistanceNode(word3); left = new SentenceNode(direction,action,distance); stack.push(left); //將新表達式壓入棧中 } } this.node = (AbstractNode)stack.pop(); //將全部表達式從棧中彈出 } public String output() { String result = node.interpret(); //解釋表達式 return result; } } ``` 工具類InstructionHandler用于對輸入指令進行處理，將輸入指令分割為字符串數組，將第1個、第2個和第3個單詞組合成一個句子，并存入棧中；如果發現有單詞“and”，則將“and”后的第1個、第2個和第3個單詞組合成一個新的句子作為“and”的右表達式，并從棧中取出原先所存句子作為左表達式，然后組合成一個And節點存入棧中。依此類推，直到整個指令解析結束。 編寫如下客戶端測試代碼： ``` class Client { public static void main(String args[]) { String instruction = "up move 5 and down run 10 and left move 5"; InstructionHandler handler = new InstructionHandler(); handler.handle(instruction); String outString; outString = handler.output(); System.out.println(outString); } } ``` 編譯并運行程序，輸出結果如下： ``` 向上移動5再向下快速移動10再向左移動5 ```