建立抽象语法树节点运算符与动作函数的线性表,基于表驱动的遍历抽象语法树实现表达式运算。
时间: 2024-06-08 18:07:41 浏览: 149
为了实现表达式运算,我们需要先将表达式构建成抽象语法树(AST),然后通过遍历AST来执行表达式的计算。在这个过程中,我们需要定义一些节点运算符和对应的动作函数。
节点运算符包括加减乘除等基本运算符,以及函数调用、变量赋值等其他运算符。每个节点运算符都需要对应一个动作函数,动作函数的作用是执行节点上的具体操作,比如计算加法、调用函数等。
为了方便实现,我们可以将节点运算符与动作函数存储在一个线性表中。表中的每个元素包含一个节点运算符和对应的动作函数指针。在遍历AST时,我们可以根据当前节点的运算符在表中查找对应的动作函数,然后执行它。
具体实现过程如下:
1. 定义节点运算符和动作函数
首先,我们需要定义节点运算符和对应的动作函数。以加法运算为例,定义如下:
```c++
enum Operator {
OP_PLUS,
OP_MINUS,
OP_MULTIPLY,
OP_DIVIDE,
// ... 其他运算符
};
void op_plus(Node* node) {
auto left = eval(node->left);
auto right = eval(node->right);
node->value = left + right;
}
```
这里定义了一个枚举类型 Operator,表示所有可能的运算符。对于加法运算,定义了一个动作函数 op_plus,它接受一个节点指针作为参数,计算出左右子节点的值之和,并将结果存储到当前节点的 value 成员变量中。
2. 构建线性表
接下来,我们需要构建一个线性表,用于存储所有的节点运算符和对应的动作函数。可以定义一个结构体来表示每个表项,包含运算符和动作函数指针两个成员变量:
```c++
struct OpTableEntry {
Operator op;
void (*action)(Node*);
};
```
然后,定义一个全局数组 opTable,存储所有表项:
```c++
OpTableEntry opTable[] = {
{OP_PLUS, op_plus},
{OP_MINUS, op_minus},
{OP_MULTIPLY, op_multiply},
{OP_DIVIDE, op_divide},
// ... 其他表项
};
```
3. 遍历抽象语法树
现在,我们已经定义了节点运算符和对应的动作函数,并且构建了一个线性表存储它们。接下来,我们可以开始遍历抽象语法树,并执行相应的动作函数来计算表达式的值。
遍历过程可以使用递归实现。对于每个节点,根据它的运算符在 opTable 中查找对应的表项,然后执行相应的动作函数。如果节点没有子节点,则直接返回节点的值。
```c++
int eval(Node* node) {
if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) {
return node->value;
}
auto entry = findOpEntry(node->op);
entry.action(node);
return node->value;
}
OpTableEntry findOpEntry(Operator op) {
for (auto& entry : opTable) {
if (entry.op == op) {
return entry;
}
}
// 如果找不到对应的表项,则抛出异常
throw std::runtime_error("Unknown operator");
}
```
这里的 eval 函数接受一个节点指针作为参数,并返回计算出的值。如果节点没有子节点,则直接返回节点的值。否则,根据节点的运算符在 opTable 中查找对应的表项,并执行相应的动作函数。最后,返回节点的值。
findOpEntry 函数用于在 opTable 中查找对应的表项。如果找到了,则返回该表项;否则,抛出异常。
这样,我们就完成了基于表驱动的遍历抽象语法树实现表达式运算的过程。
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