实现简单算术表示式到抽象语法树的转换。具体要求如下:(1)用户任意输入一个正确的算术表示式,程序将其转换成抽象语法树输出;(2)输入以#结束的中缀表达式(包括+-*/()数字),例如:x=a+b*c;(3)结果需以GUI界面展示。

时间: 2023-12-14 12:39:59 浏览: 162
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抽象语法树

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好的,这个任务我们可以分为以下几个步骤来完成: 1. 设计算法将中缀表达式转化为后缀表达式。 2. 通过后缀表达式构造表达式树。 3. 设计GUI界面,并将表达式树展示在GUI界面上。 首先,我们先来实现第一步,将中缀表达式转化为后缀表达式。这里我们可以用一个栈来辅助实现,具体实现如下: ```python def infix_to_postfix(infix_expr): # 定义运算符优先级 prec = {'*': 3, '/': 3, '+': 2, '-': 2, '(': 1} # 定义一个栈来存储运算符 op_stack = [] # 定义一个列表来存储后缀表达式 postfix_list = [] # 将中缀表达式按照空格分隔为单词列表 token_list = infix_expr.split() for token in token_list: if token.isdigit(): # 如果是数字,直接添加到后缀表达式列表中 postfix_list.append(token) elif token == '(': # 如果是左括号,则将其压入栈中 op_stack.append(token) elif token == ')': # 如果是右括号,则将栈顶的运算符弹出并加到后缀表达式列表中,直到遇到左括号 top_token = op_stack.pop() while top_token != '(': postfix_list.append(top_token) top_token = op_stack.pop() else: # 如果是运算符,则将其与栈顶运算符进行比较,如果栈顶运算符优先级高,则将其弹出并加到后缀表达式列表中 while op_stack and prec[op_stack[-1]] >= prec[token]: postfix_list.append(op_stack.pop()) op_stack.append(token) # 将栈中所有运算符弹出并加到后缀表达式列表中 while op_stack: postfix_list.append(op_stack.pop()) # 将后缀表达式列表转化为字符串并返回 return " ".join(postfix_list) ``` 接下来,我们就可以通过后缀表达式构造表达式树了。具体实现如下: ```python class TreeNode: def __init__(self, val): self.val = val self.left = None self.right = None def postfix_to_expr_tree(postfix_expr): # 定义一个栈来存储节点 stack = [] # 将后缀表达式按照空格分隔为单词列表 token_list = postfix_expr.split() for token in token_list: if token.isdigit(): # 如果是数字,则创建一个叶子节点 node = TreeNode(token) # 将节点压入栈中 stack.append(node) else: # 如果是运算符,则创建一个新的节点,并将栈顶的两个节点作为其左右子节点 right_node = stack.pop() left_node = stack.pop() node = TreeNode(token) node.left = left_node node.right = right_node # 将新的节点压入栈中 stack.append(node) # 返回栈中最后一个节点,即为根节点 return stack.pop() ``` 最后,我们需要设计GUI界面,并将表达式树展示在GUI界面上。这里我们可以使用Python的Tkinter库来实现,具体实现如下: ```python import tkinter as tk class TreeView(tk.Frame): def __init__(self, parent=None, tree=None): tk.Frame.__init__(self, parent) self.tree = tree self.canvas = tk.Canvas(self) self.scrollbar = tk.Scrollbar(self, orient='vertical', command=self.canvas.yview) self.canvas.config(yscrollcommand=self.scrollbar.set) self.scrollbar.pack(side='right', fill='y') self.canvas.pack(side='left', fill='both', expand=True) self.node_width = 120 self.node_height = 60 self.level_height = 120 self.draw_tree(self.tree) def draw_tree(self, tree): self.canvas.delete('all') if not tree: return self.draw_node(tree, 0, 0) self.canvas.config(scrollregion=self.canvas.bbox('all')) def draw_node(self, node, level, count): x = count * self.node_width + self.node_width / 2 y = level * self.level_height + self.node_height / 2 self.canvas.create_oval(x - self.node_width / 2, y - self.node_height / 2, x + self.node_width / 2, y + self.node_height / 2, fill='white') self.canvas.create_text(x, y, text=node.val) if node.left: self.draw_node(node.left, level + 1, count * 2) self.canvas.create_line(x, y + self.node_height / 2, x - self.node_width / 2, (level + 1) * self.level_height + self.node_height / 2) if node.right: self.draw_node(node.right, level + 1, count * 2 + 1) self.canvas.create_line(x, y + self.node_height / 2, x + self.node_width / 2, (level + 1) * self.level_height + self.node_height / 2) class Application(tk.Frame): def __init__(self, master=None): tk.Frame.__init__(self, master) self.pack() self.create_widgets() def create_widgets(self): self.input_label = tk.Label(self, text='请输入算术表达式:') self.input_label.pack() self.input_entry = tk.Entry(self) self.input_entry.pack() self.convert_button = tk.Button(self, text='转换', command=self.convert) self.convert_button.pack() self.tree_view = TreeView(self) self.tree_view.pack(fill='both', expand=True) def convert(self): infix_expr = self.input_entry.get() postfix_expr = infix_to_postfix(infix_expr) tree = postfix_to_expr_tree(postfix_expr) self.tree_view.draw_tree(tree) if __name__ == '__main__': app = Application() app.mainloop() ``` 将上述代码保存为一个Python文件,运行后会弹出一个GUI界面,用户可以在输入框中输入算术表达式,点击“转换”按钮后,程序将其转化为表达式树,并展示在GUI界面上。
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