[Design Pattern] 인터프리터(Interpreter) 패턴 - 디자인 패턴

Pattern #13  인터프리터 패턴

간단한 언어의 문법을 정의하고 해석하는데 사용

 패턴 요약 

  - 문법을 재귀적으로 표현

  - 집합 객체에게 그 해석을 패스

 

 동기

  

당신이 새롭게 맡은 일은 전략게임의 인공지능 부분에 대한 설계와 개발 작업이다. 게임의 인공지능은 수 많은 규칙(rule)들에 그 기반을 두고 있는데, 이러한 규칙들을 분석하고 실행하기 위해서는 논리식을 표현하고 계산할 수 있어야 한다. 변수와 논리곱(and), 논리합(or,) 부정(not), 상수(true, false)로 구성된 기본적인 predicate first logic을 표현하고 계산할 수 있는 논리 시스템을 설계하라.

 BNF로 문법 표현

 

 BNF Syntax를 클래스다이어그램으로 표현

   - 일반적으로 BNF로 표현된 Syntax의 언어를 분석하면 part-whole 형태의 Tree 구조가 된다. 

 

 의도

 - 특정 언어가 주어졌을 때, 이 언어로 작성된 문장을 해석할 수 있도록, 언어의 문법을 표현하고 해석기능을 지원한다.

 - 간단한 문법에 대한 Interpreter 설계

 적용범위

 - 문법이 간단할 때 => 복잡한 문법의 경우 이를 표현하기 위한 class hierarchy가 비대해지고 관리하기 어려워진다.

 - 성능이 중요한 문제가 되지 않을 때 => Interpreter pattern은 특정 언어로 기술된 문장을 분석해서 객체들의 Tree 구조를 생성하기 때문에 속도나 효율은 떨어질 수 있다.

 결과

 - 문법을 변경하고 확장하기 좋음

 - 문법을 구현하기 쉬움 => Syntax tree의 각 노드들에 표현된 클래스들은 비슷한 구현을 가진다.

 - 복잡한 문법은 유지하기 어려움 => 문법 규칙이 많아질 수록 클래스 수도 따라 증가하여 관리하기 어려워진다.

예제.

Expression.java

 
package interpreter;
 
public interface Expression {
    public String interpret(InterpreterContext ic);
}
 

 

InterpreterContext.java

 

 
package interpreter;
 
public class InterpreterContext {
    public String getBinaryFormat(int i) {
        return Integer.toBinaryString(i);
    }
 
    public String getHexadecimalFormat(int i) {
        return Integer.toHexString(i);
    }
}
 

 

 IntToBinaryExpression.java

 

 
package interpreter;
 
public class IntToBinaryExpression implements Expression {
 
    private int i;
 
    public IntToBinaryExpression(int i) {
        this.i = i;
    }
 
    public String interpret(InterpreterContext ic) {
        return ic.getBinaryFormat(this.i);
    }
 
}
 

IntToHexExpression.java

 

 
package interpreter;
 
public class IntToHexExpression implements Expression {
 
    private int i;
 
    public IntToHexExpression(int i) {
        this.i = i;
    }
 
    public String interpret(InterpreterContext ic) {
        return ic.getHexadecimalFormat(i);
    }
 
}
 

InterpreterMain.java

 

 
package interpreter;
 
public class InterpreterMain {
    public InterpreterContext ic;
 
    public InterpreterMain(InterpreterContext i) {
        this.ic = i;
    }
 
    public String interpret(String str) {
        Expression exp = null;
 
        if (str.contains("Hexdecimal")) {
            exp = new IntToHexExpression(Integer.parseInt(str.substring(0,
                    str.indexOf(" "))));
        } else if (str.contains("Binary")) {
            exp = new IntToBinaryExpression(Integer.parseInt(str.substring(0,
                    str.indexOf(" "))));
        } else {
            return str;
        }
 
        return exp.interpret(ic);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "28 in Binary";
        String str2 = "28 in Hexadecimal";
 
        InterpreterMain ec = new InterpreterMain(new InterpreterContext());
        System.out.println(str1 + "= " + ec.interpret(str1));
        System.out.println(str2 + "= " + ec.interpret(str2));
 
    }
}