表达式树数据结构

Question

我想在 C++ 中实现一个简单的算术表达式树数据结构，这样一个表达式树对象被初始化为：ExprTree(operator, expression1, expression2)。这是它应该如何工作的示例：

double x = 1, y = 2, z = 0.5;
expr1 = ExprTree('*', x, y); // expr1 = 1 * 2 = 2
expr2 = ExprTree('-', expr1, z); // expr2 = (1 * 2) - 0.5 = 1.5
cout << expr2.str() << endl; // ((1 * 2) - 0.5)
cout << expr2.eval() << endl; // 1.5

到目前为止，我的代码是这样的：

template<class operand_type>
class ExprTree
{
public:
    ExprTree(const char op_, operand_type& operand1_, operand_type& operand2_)
    {
        op = op_;
        operand1 = operand1_;
        operand2 = operand2_;
    }
    double eval() const;
    std::string str() const;
private:
    char op;
    typename operand_type operand1, operand2;
};

template<class operand_type>
std::string ExprTree<operand_type>::str() const
{
    std::ostringstream os;
    std::string op1, op2;
    if (typeid(*operand1) == typeid(ExprTree))
        op1 = operand1->str();
    else
        op1 = std::string(*operand1);
    if (typeid(*operand2) == typeid(ExprTree))
        op2 = operand1->str();
    else
        op2 = std::string(*operand2);
    os << "(" << op1 << " " << op << " " << op2 << ")";
    return os.str();
}

但是，我在编译代码时遇到此错误：

left of '->write' must point to class/struct/union/generic type

如果有人能帮助我解决这个错误并可能提供一些关于我应该如何实现这个数据结构的提示，我将不胜感激。顺便说一句，我是 c++ 的新手。

Answer 1

当你说：

operand1->str();

你应该说：

operand1.str();

因为operand1不是指针而是成员变量

错误信息

left of '->str' must point to class/struct/union/generic type

基本上说运算符 -> 的左边必须是一个指针（它不是）。（它还说它必须指向一个 class 或类似的，而不是一个整数，例如）。

Answer 2

您的代码中存在一些问题：

你在成员变量上使用member of pointer ->运算符operand1 和 operand2
您需要在模板参数中使用两种不同的类型来初始化具有不同参数类型的对象。
Classes/constructors 不像函数那样自动检测类型。这意味着你不能做像 ExprTree('*', x, y); 这样的事情。你有以太指定模板参数或使用额外的模板函数来构造 ExprTree 模板 class 的对象。看到这个 answer。
if (typeid(*operand1) == typeid(ExprTree)) 在运行时计算，所以你会得到一个编译错误，因为你试图调用方法 str() 并传递std::string

我更喜欢以下解决方案：

#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>

template<typename operand_type_A, typename operand_type_B>
class ExprTree 
{
public:
    ExprTree(){};
    ExprTree(const char op_, const operand_type_A& operand1_, const operand_type_B& operand2_) {
        op = op_;
        operand1 = operand1_;
        operand2 = operand2_;
    };
    double eval() const;
    std::string str() const;

private:
    char op;
    operand_type_A operand1;
    operand_type_B operand2;
};

template<typename operand_type_A, typename operand_type_B>
ExprTree<operand_type_A, operand_type_B> makeExpr(const char op, const operand_type_A& operand1, const operand_type_B& operand2)
{
    return ExprTree<operand_type_A, operand_type_B>(op, operand1, operand2);
}

template<typename T>
std::string ToString(const T& x)
{
    return x.str();
}

template<>
std::string ToString<double>(const double& x)
{
    return std::to_string(x);
}

template<typename operand_type_A, typename operand_type_B>
std::string ExprTree<operand_type_A, operand_type_B>::str() const {
    std::ostringstream os;
    std::string op1, op2;
    op1 = ToString(operand1);
    op2 = ToString(operand2);
    os << "(" << op1 << " " << op << " " << op2 << ")";
    return os.str();
}

int main()
{
    double x = 1, y = 2, z = 0.5;
    std::cout << makeExpr('-', makeExpr('*', x, y), z).str() << std::endl;
    return 0;
}

它输出以下字符串：

((1.000000 * 2.000000) - 0.500000)

你可以试试here.

表达式树数据结构

Expression tree data structure

c++

tree

expression

class