java - 如何评估这棵树中的表达式？

Question

这是一个解析过的 xml 文件的示例，我正在使用该文件将其标记为树形

commandList

  assign
    variable
      #text[a]
    expression-int
      #text[1]

  assign
    variable
      #text[b]
    expression-int
      #text[2]

  assign
    variable
      #text[c]
    expression-operation
      operator
        #text[OP_SET]
      arguments
        expression-variable
          variable
            #text[a]
        expression-variable
          variable
            #text[b]

  assign
    variable
      #text[d]
    expression-operation
      operator
        #text[OP_SET]
      arguments
        expression-operation
          operator
            #text[OP_TUPLE]
          arguments
            expression-int
              #text[1]
            expression-int
              #text[2]
        expression-operation
          operator
            #text[OP_TUPLE]
          arguments
            expression-int
              #text[3]
            expression-int
              #text[4]

我希望这个输入不难理解。以下是未从 XML 文件解析时的正常情况:

a := 1;
b := 2;
c := {1,2};
d := {(1,2),(3,4)};

等...

所有赋值对(即一个值和一个变量)都将存储在 HashMap 中，以便可以通过它的变量查找该值并在以后的表达式中使用。我要使用递归下降求值器(我想？)根据语法来解决表达式。

我在过去 24 小时内用谷歌搜索了各种各样的东西，看到了很多基本算术的树求值器(例如 2 + 3 * 8 等)，但还没有看到它是如何工作的对于我的特定树。

到目前为止，我编写的代码低至找到变量名称(a、b、c、d、e 等)，但我无法开始考虑如何编写递归代码以提供正确的 HashMap 的值。

public void evaluate(Node node){
    HashMap<String, String> assignments = new HashMap<String, String>();
    NodeList assignment = node.getChildNodes();
    for (int i=0; i < assignment.getLength(); i++){ //1 to 13
        Node assign = assignment.item(i);
        Node variable = this.getChild(assign, 0);
        Node varValNode = this.getChild(variable, 0);
        String varVal = varValNode.getNodeValue();

        Node expression = this.getChild(assign, 1);

我的树的文档、节点和节点列表类是不寻常的，因为它们不允许使用我认为会节省大量时间的“getChild”方法。有人知道这是为什么吗？

这里真的是随机问题，我希望它有意义。请让我详细说明任何不清楚的地方，我会尽我所能。我并不是在寻找任何人来为我解决问题，而只是指导我如何决定如何编写此递归算法的代码。

编辑: 另外，我在上面放的第二个“输入”实际上是输出。应该是这样的:

a := 1;
b := 2;
c := @set(a,b);
d := @set(@tuple(1,2),@tuple(3,4));

Answer 1

假设你所有的值都是整数类型，你应该创建一个 HashMap<string,Integer>存储变量值，并将其传递给您的 evaluate方法:

public static void main(String[] args) {
    NodeList commandList = ... // get your XML from somewhere
    Map<string,Integer> vars = new HashMap<string,Integer>();
    for (Node node : commandList) {
        evaluate(node, vars);
    }
    // At this point, vars contains values of all variables assigned in commands
    // from the command list
}

评估应该变得相对简单:

private static Integer evaluate(Node node, Map<string,Integer> vars) {
    if (node is an assignment) {
        String varName = ... // get variable name from node
        Node expr = ... // get the node representing expression being assigned
        Integer value = evaluate(expr, vars);
        vars.put(varName, value);
        return value;
    }
    if (node is a variable reference) {
        String varName = ... // get variable name from node
        return vars.get(varName);
    }
    if (node is an integer constant) {
        String constVal = ... // Get the representation from XML
        return Integer.decode(constVal);
    }
    if (node is a binary expression) {
        Node lhs = ... // Get the left-hand side expression from the node
        Node rhs = ... // Get the right-hand side expression from the node
        Integer lhsVal = evaluate(lhs, vars); 
        Integer rhsVal = evaluate(rhs, vars);
        if (operator is plus) {
            return new Integer(((int)lhsVal) + ((int)rhsVal));
        }
        if (operator is minus) {
            return new Integer(((int)lhsVal) - ((int)rhsVal));
        }
        if (operator is multiply) {
            return new Integer(((int)lhsVal) * ((int)rhsVal));
        }
        if (operator is divide) {
            return new Integer(((int)lhsVal) / ((int)rhsVal));
        }
        // ... and so on
    }
    // ... and so on
}