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[GoF 디자인 패턴] 해석자 (Interpreter) 패턴
해석자 (Interpreter) 패턴
행동(behavioral) 패턴 중 하나로, 문법에 대한 표현을 정의하고 이를 이용해 언어/문법을 해석하는 패턴이다.
컴파일러나 인터프리터에서 사용되며, 일반적으로 문법 규칙을 정의하고 이에 대한 해석 클래스들을 만든다. 각 클래스들은 특정 규칙을 해석하며, 이들의 조합으로 전체 문장을 해석할 수 있다.
해석자 패턴 구성요소
- AbstractExpression(추상 표현식) : 해석할 문법 규칙에 대한 추상 클래스. 해석 메서드 정의
- TerminalExpression(단말 표현식) : 추상 표현식에서 정의한 해석 메서드를 구현한 클래스. 단순한 값 해석
- NonterminalExpression(비단말 표현식) : 추상 표현식에서 정의한 해석 메서드를 구현한 클래스. 더 복잡한 문법 규칙을 해석하는 데 사용
- Context(문맥) : 해석에 필요한 정보 제공
- Client(클라이언트) : 구문을 분석하는 클라이언트
구현 예제
AbstractExpression 역할을 하는 인터페이스를 선언한다.
1public interface Expression {
2 boolean interpret(Context context);
3}
해석을 위한 interpret() 메서드를 선언한다.
해석에 필요한 정보를 제공하는 Context 클래스를 만든다.
1public class Context {
2 private final String context;
3
4 public Context(String context) {
5 this.context = context;
6 }
7
8 public boolean lookup(String data) {
9 return context.contains(data);
10 }
11}
context 변수를 통해 해석 규칙에서 사용하는 변수나 데이터를 저장하고, lookup() 메서드는 data 인자를 받아 data 문자열이 포함되어 있는지 여부를 반환한다.
Expression 인터페이스를 구현한 TerminalExpression 클래스를 만든다.
1public class TerminalExpression implements Expression {
2
3 private final String data;
4
5 public TerminalExpression(String data) {
6 this.data = data;
7 }
8
9 @Override
10 public boolean interpret(Context context) {
11 return context.lookup(data);
12 }
13}
해석 규칙의 마지막에 나오는 단순한 규칙(터미널 규칙)을 처리하는데 사용한다.
(ex) A and B : “A” 또는 “B” 가 터미널 규칙
→ “해석 규칙에 대한 최종 판단을 담당한다.”
Expression 인터페이스를 구현한 NonterminalExpression 클래스를 만든다.
1public class AndExpression implements Expression {
2
3 private final Expression expr1;
4 private final Expression expr2;
5
6 public AndExpression(Expression expr1, Expression expr2) {
7 this.expr1 = expr1;
8 this.expr2 = expr2;
9 }
10
11 @Override
12 public boolean interpret(Context context) {
13 return expr1.interpret(context) && expr2.interpret(context);
14 }
15}
16
17public class OrExpression implements Expression {
18
19 private final Expression expr1;
20 private final Expression expr2;
21
22 public OrExpression(Expression expr1, Expression expr2) {
23 this.expr1 = expr1;
24 this.expr2 = expr2;
25 }
26
27 @Override
28 public boolean interpret(Context context) {
29 return expr1.interpret(context) || expr2.interpret(context);
30 }
31}
Expression 객체들의 조합에 대한 규칙을 정의하며, 해당 규칙에 맞게 Expression 객체들을 연결한다. 하나 이상의 하위 규칙을 갖고 있으며, 규칙 트리의 가장 상위 규칙이 될 수 있다.
사용자가 실제로 사용하는 Client 클래스이다.
1String data = "Computer Tablet";
2Context context = new Context(data);
3Expression terminal1 = new TerminalExpression("Computer");
4Expression terminal2 = new TerminalExpression("Phone");
5Expression and = new AndExpression(terminal1, terminal2);
6
7Expression terminal3 = new TerminalExpression("Tablet");
8Expression or = new OrExpression(terminal2, terminal3);
9
10boolean andResult = and.interpret(context);
11boolean orResult = or.interpret(context);
12
13System.out.println(data + "\" is " + (andResult ? "valid" : "invalid"));
14System.out.println(data + "\" is " + (orResult ? "valid" : "invalid"));
문자열에 대한 규칙을 정의하고 data 문자열이 규칙을 만족하는지 검사하는 예제이다.
해석자 패턴 고려사항
언어나 문법 등을 해석하거나 분석할 때 유용하게 사용할 수 있다. 하지만 문법이 자주 변경되거나 문자열의 길이가 긴 문법을 처리할 때는 적절하지 않다.
해석자 패턴 사용 시 장점
- 새로운 문법 규칙을 추가할 때 기존 클래스를 수정하지 않아도 되기 때문에 쉽게 확장할 수 있다.
- 각 해석자 클래스는 단일 책임 원칙을 따르기 때문에 재사용성이 높아진다.
해석자 패턴 사용 시 단점
- 입력 데이터의 크기에 따라 성능이 저하될 수 있다.
- 유연성과 확장성을 제공하지만 그만큼 코드의 복잡성이 높아지기 때문에 유지보수가 어려울 수 있다.