- html - 出于某种原因,IE8 对我的 Sass 文件中继承的 html5 CSS 不友好?
- JMeter 在响应断言中使用 span 标签的问题
- html - 在 :hover and :active? 上具有不同效果的 CSS 动画
- html - 相对于居中的 html 内容固定的 CSS 重复背景?
我的程序的目标是显示数学表达式的符号导数。在创建表示导数的新树后,很可能会留下多余的术语。
例如,下面的树没有被简化。
Example of binary expression tree
树 0 + 5 * (x * 5)
可以重写为 25 * x
我的程序使用很多很多 if
和 else
block 通过检查常量乘以常量等来减少树。然后,它相应地重新排列子树。
这是简化树的递归函数的一小部分:
if(root.getVal().equals("*")) {
if(root.getLeftChild().getVal().equals("1")) {
return root.getRightChild();
}
else if(root.getRightChild().getVal().equals("1")) {
return root.getLeftChild();
}
else if(root.getLeftChild().getVal().equals("0")) {
return root.getLeftChild();
}
else if(root.getRightChild().getVal().equals("0")) {
return root.getRightChild();
}
else if(root.getLeftChild().getVal().equals("*")) {
if(root.getRightChild().getType().equals("constant")) {
if(root.getLeftChild().getLeftChild().getType().equals("constant")) { // Ex: (5*x)*6 ==> 30*x
int num1 = Integer.parseInt(root.getRightChild().getVal());
int num2 = Integer.parseInt(root.getLeftChild().getLeftChild().getVal());
OpNode mult = new OpNode("*");
mult.setLeftChild(new ConstNode(String.valueOf(num1 * num2)));
mult.setRightChild(root.getLeftChild().getRightChild());
return mult;
}
...
...
...
...
该函数效果很好,除了我需要调用它几次以确保树完全缩减(以防缩减打开另一种缩减可能性)。然而,它有 200 行,而且还在不断增长,这让我相信一定有更好的方法来做到这一点。
最佳答案
解决此问题的一种典型方法是 visitor pattern .任何时候您需要遍历递归结构,在每个节点上应用逻辑,这取决于节点的“类型”,这种模式是一个很好的工具。
对于这个特定问题,特别是在 Java 中,我首先将您的表达式“抽象语法树”更直接地表示为类型层次结构。
我已经整理了一个简单的示例,假设您的 AST 处理 +、-、*、/以及文字数字和命名变量。我将我的 Visitor
称为 Folder
——我们有时将此名称用于替换(“折叠”)子树的类似访问者。 (想想:编译器中的优化或脱糖过程。)
处理“我有时需要重复简化”的技巧是进行深度优先遍历:在我们简化他们的父级之前,所有子级都得到完全简化。
示例如下(免责声明:我讨厌 Java,所以我不保证这是该语言中最“惯用”的实现):
interface Folder {
// we could use the name "fold" for all of these, overloading on the
// argument type, and the dispatch code in each concrete Expression
// class would still do the right thing (selecting an overload using
// the type of "this") --- but this is a little easier to follow
Expression foldBinaryOperation(BinaryOperation expr);
Expression foldUnaryOperation(UnaryOperation expr);
Expression foldNumber(Number expr);
Expression foldVariable(Variable expr);
}
abstract class Expression {
abstract Expression fold(Folder f);
// logic to build a readable representation for testing
abstract String repr();
}
enum BinaryOperator {
PLUS,
MINUS,
MUL,
DIV,
}
enum UnaryOperator {
NEGATE,
}
class BinaryOperation extends Expression {
public BinaryOperation(BinaryOperator operator,
Expression left, Expression right)
{
this.operator = operator;
this.left = left;
this.right = right;
}
public BinaryOperator operator;
public Expression left;
public Expression right;
public Expression fold(Folder f) {
return f.foldBinaryOperation(this);
}
public String repr() {
// parens for clarity
String result = "(" + left.repr();
switch (operator) {
case PLUS:
result += " + ";
break;
case MINUS:
result += " - ";
break;
case MUL:
result += " * ";
break;
case DIV:
result += " / ";
break;
}
result += right.repr() + ")";
return result;
}
}
class UnaryOperation extends Expression {
public UnaryOperation(UnaryOperator operator, Expression operand)
{
this.operator = operator;
this.operand = operand;
}
public UnaryOperator operator;
public Expression operand;
public Expression fold(Folder f) {
return f.foldUnaryOperation(this);
}
public String repr() {
String result = "";
switch (operator) {
case NEGATE:
result = "-";
break;
}
result += operand.repr();
return result;
}
}
class Number extends Expression {
public Number(double value)
{
this.value = value;
}
public double value;
public Expression fold(Folder f) {
return f.foldNumber(this);
}
public String repr() {
return Double.toString(value);
}
}
class Variable extends Expression {
public Variable(String name)
{
this.name = name;
}
public String name;
public Expression fold(Folder f) {
return f.foldVariable(this);
}
public String repr() {
return name;
}
}
// a base class providing "standard" traversal logic (we could have
// made Folder abstract and put these there
class DefaultFolder implements Folder {
public Expression foldBinaryOperation(BinaryOperation expr) {
// recurse into both sides of the binary operation
return new BinaryOperation(
expr.operator, expr.left.fold(this), expr.right.fold(this));
}
public Expression foldUnaryOperation(UnaryOperation expr) {
// recurse into operand
return new UnaryOperation(expr.operator, expr.operand.fold(this));
}
public Expression foldNumber(Number expr) {
// numbers are "terminal": no more recursive structure to walk
return expr;
}
public Expression foldVariable(Variable expr) {
// another non-recursive expression
return expr;
}
}
class Simplifier extends DefaultFolder {
public Expression foldBinaryOperation(BinaryOperation expr) {
// we want to do a depth-first traversal, ensuring that all
// sub-expressions are simplified before their parents...
// ... so begin by invoking the superclass "default"
// traversal logic.
BinaryOperation folded_expr =
// this cast is safe because we know the default fold
// logic never changes the type of the top-level expression
(BinaryOperation)super.foldBinaryOperation(expr);
// now apply our "shallow" simplification logic on the result
switch (folded_expr.operator) {
case PLUS:
// x + 0 => x
if (folded_expr.right instanceof Number
&& ((Number)(folded_expr.right)).value == 0)
return folded_expr.left;
// 0 + x => x
if (folded_expr.left instanceof Number
&& ((Number)(folded_expr.left)).value == 0)
return folded_expr.right;
break;
case MINUS:
// x - 0 => x
if (folded_expr.right instanceof Number
&& ((Number)(folded_expr.right)).value == 0)
return folded_expr.left;
// 0 - x => -x
if (folded_expr.left instanceof Number
&& ((Number)(folded_expr.left)).value == 0) {
// a weird case: we need to construct a UnaryOperator
// representing -right, then simplify it
UnaryOperation minus_right = new UnaryOperation(
UnaryOperator.NEGATE, folded_expr.right);
return foldUnaryOperation(minus_right);
}
break;
case MUL:
// 1 * x => x
if (folded_expr.left instanceof Number
&& ((Number)(folded_expr.left)).value == 1)
return folded_expr.right;
case DIV:
// x * 1 => x
// x / 1 => x
if (folded_expr.right instanceof Number
&& ((Number)(folded_expr.right)).value == 1)
return folded_expr.left;
break;
}
// no rules applied
return folded_expr;
}
public Expression foldUnaryOperation(UnaryOperation expr) {
// as before, go depth-first:
UnaryOperation folded_expr =
// see note in foldBinaryOperation about safety here
(UnaryOperation)super.foldUnaryOperation(expr);
switch (folded_expr.operator) {
case NEGATE:
// --x => x
if (folded_expr.operand instanceof UnaryOperation
&& ((UnaryOperation)folded_expr).operator ==
UnaryOperator.NEGATE)
return ((UnaryOperation)folded_expr.operand).operand;
// -(number) => -number
if (folded_expr.operand instanceof Number)
return new Number(-((Number)(folded_expr.operand)).value);
break;
}
// no rules applied
return folded_expr;
}
// we don't need to implement the other two; the inherited defaults are fine
}
public class Simplify {
public static void main(String[] args) {
Simplifier simplifier = new Simplifier();
Expression[] exprs = new Expression[] {
new BinaryOperation(
BinaryOperator.PLUS,
new Number(0.0),
new Variable("x")
),
new BinaryOperation(
BinaryOperator.PLUS,
new Number(17.3),
new UnaryOperation(
UnaryOperator.NEGATE,
new UnaryOperation(
UnaryOperator.NEGATE,
new BinaryOperation(
BinaryOperator.DIV,
new Number(0.0),
new Number(1.0)
)
)
)
),
};
for (Expression expr: exprs) {
System.out.println("Unsimplified: " + expr.repr());
Expression simplified = expr.fold(simplifier);
System.out.println("Simplified: " + simplified.repr());
}
}
}
输出:
> java Simplify
Unsimplified: (0.0 + x)
Simplified: x
Unsimplified: (17.3 + --(0.0 / 1.0))
Simplified: 17.3
关于java - 简化二叉表达式树的简洁方法,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/43532261/
hello1 hello2 hello3 hello4 hello5 hello6
有没有更简短的写法: (apply f (cons a (cons b (cons c d)))) ? 谢谢! (我正在编写一些调用其他函数的辅助函数,这种“模式”似乎经常出现
.NET团队北京时间2024年5月22日已正式发布.NET Aspire ,在博客文章里做了详细的介绍:.NET Aspire 正式发布:简化 .NET 云原生开发 - .NET 博客 (micros
在this dbfiddle demo我有一个 DELETE FROM...WHERE 最后像这样: ...... DELETE FROM data_table WHERE
我有几个 if 语句,如下面的一个。我假设这是一种非常糟糕/长期的编码方式,但不确定我应该做些什么不同的事情。有人有什么建议吗? 谢谢 For a = 1 To Leagues If a =
有什么类似的战术simpl为 Program Fixpoint ? 特别是,如何证明以下无关紧要的陈述? Program Fixpoint bla (n:nat) {measure n} := mat
我使用此代码来跟踪表单上是否有任何更改: $(document).on('input', '.track', function() { var form = $(this); }); 由于这不
我有以下函数,我想用 for 循环来简化它,但不知道该怎么做。任何帮助都感激不尽。基本上,如果字段值为 0 或 null,则我的总值(字段)应为 0,否则,如果字段值从 1 到 1000,则总值变为
我正在尝试对时间字符串执行非常简单的解析 data Time = Time Int Int Int String -- example input: 07:00:00AM timeParser ::
为了使我的代码更具可读性和更简单,我对这段代码绞尽脑汁: var refresh = setInterval(datumTijd, 1000); function datumTijd() { do
这个问题已经有答案了: Check if a variable is in an ad-hoc list of values (8 个回答) 已关闭 9 年前。 只是一个基本的if声明,试图使其更简单
我有一个这样的 if 语句 int val = 1; if (val == 0 || val == 1 || val == 2 || ...); 有没有更简单的方法?例如: int val = 1;
我有一个程序,其中有一些 if 语句,与我将要向您展示的程序类似。我想知道你们是否可以帮助我以任何方式简化这个方程。我之所以问这个问题,是因为在我的 Notepad++ 中,它持续了 443 列,如果
是否可以简化这个 if 语句? 如果是,答案是什么? if (type) { if(NdotL >= 0.0) { color
我有一个包含亚马逊大河的 shapefile。仅 shapefile 就有 37.9 MB,连同属性表高达 42.1 MB。我正在生成所有巴西亚马逊的 PNG 图像,每个 1260x940 像素,sh
System.out.printf("%7s", "a"); System.out.printf("%7s", "b"); System.out.printf("%7s", "c"); S
假设我们有客户端-服务器应用程序,由一个 makefile 编译。服务器使用 libtask 为并行客户端提供服务。客户端使用 ncurses 来处理某些图形。目录树如下所示: ./ --bin/ -
我在 Mono 密码转换的重新实现中找到了这段代码。 我没有修改或简化任何东西 - 这就是它的实际运行方式(有评论如//Dispose unmanaged objects,但实际上什么也没做)。 现在
我需要一些帮助来简化这个包含数百行的庞大代码,但我真的不知道该怎么做。代码看起来真的很乱,我需要的是返回具有预定义文本颜色的模型。有什么简单的方法吗? 我必须多解释一点:- 有一个包含许多型号的手机列
这里有一些代码可以正常工作,但我认为可以简化/缩短。它基本上是点击一个列表项,获取它的 ID,然后根据 ID 显示/隐藏/删除元素。 关于如何使用函数或循环来简化它的建议? $("#btn_remov
我是一名优秀的程序员,十分优秀!