อินเทอร์พรีเตอร์แพตเทิร์น

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

อินเทอร์พรีเตอร์แพตเทิร์น (Interpreter pattern) เป็นดีไซน์แพตเทิร์น ที่ใช้ในกรณีที่ขอบเขตของปัญหาสามารถถูกอธิบายในลักษณะที่เป็นภาษาและกฏที่แน่นอนตายตัว เราสามารถสร้างคลาสที่เป็นตัวแทนขององค์ประกอบของภาษา จัดเรียงเข้าด้่วยกันเพื่ออธิบายปัญหาหนึ่งๆ และแปลหรือประเมินผลโดยใช้โครงสร้างที่ได้จัดเรียงไว้นั้น ตัวอย่างเช่นสูตรคณิตศาสตร์ต่างๆ หรือยกตัวอย่างให้เฉพาะเจาะจงเช่น สูตรเรขาคณิตสำหรับหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม

พื้นที่ี่รูปสามเหลี่ยม = 1/2 * ความยาวฐาน * ความสูง

สารบัญ

[แก้] การนำไปใช้งาน

จากการที่ปัญหาส่วนใหญ่เมื่อถูกอธิบายในแบบที่เป็นนิยามภาษาจะมีลักษณะที่เป็น recursive คือปัญหาใหญ่ๆ จะถูกแก้ได้โดยการแบ่งแยกเป็นปัญหาย่อยๆ และแก้ปัีญหาย่อยๆ ลงไปตามลำดับๆ จนในที่สุดถึงปัญหาที่ไม่จำเป็นต้องแบ่งย่อยอีก ทำให้องค์ประกอบของอินเทอร์พรีเตอร์แพตเทิร์นมีลักษณะเดียวกับคอมโพสิตแพตเทิร์น

องค์ประกอบของอินเทอร์พรีเตอร์แพตเทิร์นมีดังนี้

  • อินเตอร์เฟสหรือคลาสแบบแอ็บสแตรคเป็นแม่แบบที่นิยามพฤติกรรมที่แต่ละอ็อบเจกต์ของอินเทอร์พรีเตอร์ต้องมี
  • คลาสที่สามารถมีองค์ประกอบอื่นของอินเทอร์พรีเตอร์ได้
  • คลาสที่เป็นส่วนปลาย ไม่สามารถมีองค์ประกอบอื่นได้
  • คลาสสำหรับเป็นบริบท (context) หรือองค์ประกอบที่ใช้ในการประเมินผล
UML คลาสไดอะแกรมของอินเทอร์พรีเตอร์แพตเทิร์น
UML คลาสไดอะแกรมของอินเทอร์พรีเตอร์แพตเทิร์น

[แก้] ตัวอย่างโปรแกรม

[แก้] ภาษาจาวา

ตัวอย่างโปรแกรมเพื่อคำนวณหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยมโดยสูตร พื้นที่ี่รูปสามเหลี่ยม = 1/2 * ความยาวฐาน * ความสูง

อินเตอร์เฟส Expression เป็นแม่แบบของส่วนประกอบต่างๆ ของคอมโพสิต นิยามเมธอด evaluate() เพื่อให้แต่ละองค์ประกอบประเมินผลในส่วนของตัวเองและองค์ประกอบย่อยที่อยู่ภายใต้ ในที่นี้เราใช้ HashMap เป็น context เพื่อส่งผ่านค่าคัวแปรไปให้คลาสชนิด Variable ใช้ในการประเมินผล

   import java.util.HashMap;
   
   public interface Expression {
       public double evaluate(HashMap<String, Double> context) throws Exception;
   }

คลาส Multiplication เปรียบเสมือนเครื่องหมายคูณ สามารถมีองค์ประกอบย่อยได้สองตัวคือตัวคูณข้างซ้ายและตัวคูณข้างขวา

   import java.util.HashMap;
   
   public class Multiplication implements Expression {
       private final Expression operand1;
       private final Expression operand2;
   
       public Multiplication(Expression operand1, Expression operand2) {
           this.operand1 = operand1;
           this.operand2 = operand2;
       }
   
       public double evaluate(HashMap<String, Double> context) throws Exception {
           return operand1.evaluate(context) * operand2.evaluate(context);
       }
   }

คลาส Division เปรียบเสมือนเครื่องหมายหาร สามารถมีองค์ประกอบย่อยได้สองตัวคือตัวถูกหารและตัวหาร

   import java.util.HashMap;
   
   public class Division implements Expression {
       private final Expression operand1;
       private final Expression operand2;
   
       public Division(Expression operand1, Expression operand2) {
           this.operand1 = operand1;
           this.operand2 = operand2;
       }
   
       public double evaluate(HashMap<String, Double> context) throws Exception {
           return operand1.evaluate(context) / operand2.evaluate(context);
       }
   }

คลาส Constant เปรียบเสมือนค่าคงที่ในสมการ ไม่มีองค์ประกอบย่อย

   import java.util.HashMap;
   
   public class Constant implements Expression {
       private final double value;
   
       public Constant(double value) {
           this.value = value;
       }
   
       public double evaluate(HashMap<String, Double> context) {
           return value;
       }
   }

คลาส Variable เปรียบเสมือนตัวแปรในสมการ มีหน้าที่หาค่าของตนเองจาก context ไม่มีองค์ประกอบย่อย

   import java.util.HashMap;
   
   public class Variable implements Expression {
       private final String name;
   
       public Variable(String name) {
           this.name = name;
       }
   
       public double evaluate(HashMap<String, Double> context) throws Exception {
           Double value = context.get(name);
           if (value == null)
               throw new Exception("Unbound variable: " + name);
   
           return value;
       }
   }

การเรียกใช้งาน

   HashMap<String, Double> context = new HashMap<String, Double>();
   context.put("base", 10.0);
   context.put("height", 5.0);
   
   Expression two = new Constant(2);
   Expression base = new Variable("base");
   Expression height = new Variable("height");
   
   Expression multi = new Multiplication(base, height);
   Expression triangleArea = new Division(multi, two);
   
   double result = triangleArea.evaluate(context);

[แก้] อ้างอิง

  • Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software (ISBN 0-201-63361-2) โดย Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson และ John Vlissides (Gang of four: GoF)

[แก้] แหล่งข้อมูลอื่น

  • Interpreter โดย Vince Huston ((อังกฤษ))
ภาษาอื่น