数学表达式解析器的设计问题

Question

我正在编写一个表达式求值程序，它解析数学表达式并返回一个抽象语法树。我的树由运算符节点，数字节点和变量节点组成。这些中的每一个都实现了ASTNode接口，该接口需要实现getValue（）方法。

运营商节点

我的第一个设计问题是运营商节点。我有一个抽象的运算符类，其中包含有关优先级的信息的字段，运算符是一元函数还是二元函数，以及运算符是否是正确关联的。这些字段是通过受保护的构造函数设置的。有一个抽象方法operate（）允许客户端扩展运算符类并创建自己的运算符。我还有许多默认运算符，它们存储在静态DEFAULT_OPERATORS HashMap中。每个运算符节点都存储一个运算符和操作数，它们只是其他ASTNode。当在运算符节点上调用getValue（）时，它获取其参数节点的值，然后使用其运算符定义的操作返回结果。每个运算符只能存在一次，因为几个不同的运算符节点可以指向同一个运算符，但我认为没有办法强制客户端维护它。例如，树中的加号节点应该共享加号运算符的相同实例。

变量节点

这个问题有点复杂。变量节点只返回由客户端设置的变量值。我打算将变量的值存储在HashMap中，将名称映射到值。但是这个HashMap在哪里存储以及它如何与树相关联。变量节点是叶子，所有变量节点都需要访问HashMap，但必须从只能访问树根的客户端设置值。我需要一些方法让树中的每个节点都可以全局访问变量HashMap，而我宁愿避免为每个节点提供对映射的引用，并能够设置值。

Answer 1

对于作为（或不是）单例实例的运算符，如果运算符实现没有状态，那么这不应该构成问题。如果他们确实拥有州，那么客户实施者的工作就是保证他们不会搞砸。我不确定你能在＆＃34; API＆＃34;上做些什么。端。

对于变量查找问题，您的evaluate（或getValue）方法应采用context参数，这样可以查找变量值。这也允许您拥有设置变量的运算符。