c# - 与访客的抽象树

Question

我有非常简单的抽象类AbstractTree如下:

    public abstract class AbstractTree
    {
        public abstract void Accept(AbstractTreeVisitor visitor);
    }

和两个具体类:带有左右 AbstractTree 字段的节点和带有整数值的 Leaf(+ 接受访问者的覆盖方法):

public class TreeNode : AbstractTree
{
    public AbstractTree left;
    public AbstractTree right;

    public TreeNode(AbstractTree left, AbstractTree right)
    {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    public override void Accept(AbstractTreeVisitor visitor)
    {
        visitor.Visit(this);
    }
}

public class TreeLeaf : AbstractTree
{
    public int val;

    public TreeLeaf(int val)
    {
        this.val = val;
    }

    public override void Accept(AbstractTreeVisitor visitor)
    {
        visitor.Visit(this);
    }
}

现在我可以编写抽象访问者来访问我的树:

public abstract class AbstractTreeVisitor
{
    public abstract void VisitNode(TreeNode n);
    public abstract void VisitLeaf(TreeLeaf l);

    public virtual void Visit(AbstractTree tree)
    {
        if (tree is TreeNode)
            VisitNode((TreeNode)tree);
        else
            VisitLeaf((TreeLeaf)tree);
    }
}

因此，让我们创建具体的访问者，它将计算叶中整数的总和:

public class SumTreeVisitor : AbstractTreeVisitor
{
    int sum = 0;
    public override void VisitNode(TreeNode n)
    {
        base.Visit(n.left);
        base.Visit(n.right);
    }

    public override void VisitLeaf(TreeLeaf l)
    {
        sum += l.val;
    }

    public int GetSum()
    {
        return sum;
    }
}

现在我可以在 main 中使用它了:

AbstractTree tree = new TreeNode(new TreeNode(new TreeLeaf(3), new TreeLeaf(4)), new TreeNode(new TreeLeaf(2),new TreeNode(new TreeLeaf(7),new TreeLeaf(3))));
            SumTreeVisitor sum = new SumTreeVisitor();
            tree.Accept(sum);
            int i = sum.GetSum();
            Console.WriteLine(i); //19

不过这位访客实在是太单纯了。

我的问题是，如何编写可以找到我的树的深度的访问者？当然，在伪代码中很容易，但我不知道如何将它写成 Visitor。在此先感谢您的帮助。

Answer 1

首先 - 你的 AbstractTree 不应该是一个类。它没有数据，也没有行为。它只是定义契约，所以它应该声明为接口(interface)，例如

public interface ITreeNode
{
    void Acept(ITreeVisitor visitor);
}

此外，您不需要在访问者类中使用不同名称的方法。如果参数类型不同，签名将不同。因此，您不需要 Visit 方法，并且您没有数据和行为，选择接口(interface):

public interface ITreeVisitor
{
    void Visit(TreeNode node);
    void Visit(TreeLeaf leaf);
}

现在 SumTreeVisitor - 您应该只接受节点上的当前访问者，调用将被分派(dispatch)给访问者的适当方法:

public class SumTreeVisitor : ITreeVisitor
{
    public override void Visit(TreeNode node)
    {
        node.Left.Accept(this); // left and right should be properties
        mode.Right.Accept(this);
    }

    public override void Visit(TreeLeaf leaf)
    {
        Sum += leaf.Value;
    }

    public int Sum { get; private set; }
}

请记住使用属性而不是公共(public)字段(您可以使用自动实现的属性):

public class TreeNode : ITreeNode
{
    public ITreeNode Left { get; private set; }
    public ITreeNode Right { get; private set; }

    public TreeNode(ITreeNode left, ITreeNode right)
    {
        Left = left;
        Right = right;
    }

    public void Accept(ITreeVisitor visitor)
    {
        visitor.Visit(this);
    }
}

并且计算深度很简单 - 只需在访问下一个节点之前增加当前深度，并在访问后立即减少它:

public class DepthTreeVisitor : ITreeVisitor
{
    private int _currentDepth = -1;

    public void Visit(TreeNode node)
    {
        _currentDepth++;
        node.Left.Accept(this);
        node.Right.Accept(this);
        _currentDepth--;
    }

    public void Visit(TreeLeaf leaf)
    {
        _currentDepth++;
        if (_currentDepth > Depth)
            Depth = _currentDepth;
        _currentDepth--;
    }

    public int Depth { get; private set; }
}

通过测试:

ITreeNode root = new TreeNode(
new TreeNode(new TreeLeaf(3), new TreeLeaf(4)),
new TreeNode(new TreeLeaf(2),
    new TreeNode(new TreeLeaf(7), new TreeLeaf(3)))
);

var visitor = new DepthTreeVisitor();
root.Accept(visitor);
visitor.Depth.Should().Be(3);