인터프리터 패턴 정리

행동/8주차-인터프리터/example-code.md

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+## 2. 인터프리터 적용 예제
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+### 2-1. 요구사항
+
+자주 등장하는 문제 ➡️ 간단한 언어 로 정의하고 재사용하는 패턴으로
+
+반복되는 문제 패턴을 언어 또는 문법으로 정의하고 확장할 수 있기 때문에 후위표현식의 연산을 문법으로 정의하는 코드를 작성하고자 하고 싶다.
+
+아래 코드를 살펴보자.
+
+```java
+public class PostfixNotation {
+
+    private final String expression;
+
+    public PostfixNotation(String expression) {
+        this.expression = expression;
+    }
+
+    public static void main(String[] args) {
+        // 후위표현식 연산
+        PostfixNotation postfixNotation = new PostfixNotation("123+-");
+        postfixNotation.calculate();
+    }
+
+    private void calculate() {
+        Stack<Integer> numbers = new Stack<>();
+
+        for (char c : this.expression.toCharArray()) {
+            switch (c) {
+                // Java 14부터 switch-case break 없이 사용할 수 있다!
+                case '+' -> numbers.push(numbers.pop() + numbers.pop());
+                case '-' -> {
+                    int right = numbers.pop();
+                    int left = numbers.pop();
+                    numbers.push(left - right);
+                }
+                default -> numbers.push(Integer.parseInt(c + ""));
+            }
+        }
+
+        System.out.println(numbers.pop());
+    }
+}
+```
+
+`123+-`연산을 `xyz+-`문법으로 정의하여 재사용하는 경우, `xyz`는 TerminalExpression이고 `+-`는 NonTerminalExpression이다.
+
+- `TerminalExpression` : 표현에서 사용되는 기호들(x,y,z)의 해석값을 구하는 클래스(즉 x일때 무엇, y일때 무엇, z일때 무엇으로 해석하나)
+- `NonTerminalExpression` : 기호만으로는 결과가 나오지 않고 특정 `Expression`들을 참조해서 결과를 얻어야하는 클래스(+, -만으로는 결과가 나오지 않고 z, x, y과 같은 `TerminalExpression`, 또는 또 다른 `NontermialExpresion` 참조해서 결과값을 얻을 때까지 재귀적으로 참조한다. )
+
+이제 클라이언트 코드부터, 인터프리터 패턴으로 개선한 코드를 살펴보자.
+
+```java
+// 클라이언트
+public class App {
+    public static void main(String[] args) {
+        // PostfixParser - 문자열을 parse 해준다.
+        PostfixExpression expression = PostfixParser.parse("xyz+-a+");
+        int result = expression.interpret(Map.of('x', 1, 'y', 2, 'z', 3, 'a', 4));
+    }
+}
+
+// 받은 문자열을 Expression들을 이용해 파싱하는 리턴 값은 Expression 객체들로 이루어진 Expression을 반환
+public class PostfixParser {
+    // 문자열을 char 배열로 받아서 getExpression 메소드 호출 후 stack push
+    public static PostfixExpression parse(String expression) {
+        // Stack 타입 - PostfixExpression
+        Stack<PostfixExpression> stack = new Stack<>();
+        for (char c : expression.toCharArray()) {
+            stack.push(getExpression(c, stack));
+        }
+        return stack.pop();
+    }
+
+    private static PostfixExpression getExpression(char c, Stack<PostfixExpression> stack) {
+        switch (c) {
+            case '+':
+                return new PlusExpression(stack.pop(), stack.pop());
+            case '-':
+                PostfixExpression right = stack.pop();
+                PostfixExpression left = stack.pop();
+                return new MinusExpression(left, right);
+            default:
+                return new VariableExpression(c);
+        }
+    }
+}
+
+// AbstractExpression
+public interface PostfixExpression {
+    // 모든 표현에서 공통적으로 구현할 메소드
+    int interpret(Map<Character, Integer> context);
+}
+
+// TerminalExpression
+// 특정 기호들에 대한 해석값을 정의
+public class VariableExpression implements PostfixExpression {
+
+    private Character character;
+
+    public VariableExpression(Character character) {
+        this.character = character;
+    }
+
+    @Override
+    public int interpret(Map<Character, Integer> context) {
+        // 값을 그대로 반환
+        return context.get(this.character);
+    }
+}
+
+// NonTerminalExpression1 (Plus)
+public class PlusExpression implements PostfixExpression {
+    private PostfixExpression left;
+    private PostfixExpression right;
+    public PlusExpression(PostfixExpression left, PostfixExpression right) {
+        this.left = left;
+        this.right = right;
+    }
+    @Override
+    public int interpret(Map<Character, Integer> context) {
+        // 받은 기호만으로 결과가 나오지 않아 다른 Expression들을 참조하여 결과 도출
+        return left.interpret(context) + right.interpret(context);
+    }
+}
+
+// NonTerminalExpression2 (Minus)
+public class MinusExpression implements PostfixExpression {
+    private PostfixExpression left;
+    private PostfixExpression right;
+    public MinusExpression(PostfixExpression left, PostfixExpression right) {
+        this.left = left;
+        this.right = right;
+    }
+    @Override
+    public int interpret(Map<Character, Integer> context) {
+        // Plus와 마찬가지
+        return left.interpret(context) - right.interpret(context);
+    }
+}
+```
+
+디버깅을 해보면 아래와 같고, 트리 형태이다.
+
+<img width="366" alt="image" src="https://user-images.githubusercontent.com/42997924/162049490-b7f7b1a7-6fdf-4d8a-8351-093c06c4ed7f.png">
+
+<img width="709" alt="image" src="https://user-images.githubusercontent.com/42997924/162050558-98e7b7b8-0f2b-44ab-bd83-4dbf05ae7c0e.png">