Python 程序构建给定表达式的表达式树


表达式树是指叶子节点包含要操作的值,而内部节点包含对叶子节点执行的操作符的树。

例如:4 + ((7 + 9) * 2) 将具有如下所示的表达式树 -

解决此问题的方法

为了为给定表达式构建表达式树,我们通常使用栈数据结构。最初,我们遍历给定的后缀表达式并遵循以下步骤 -

  • 如果我们在给定表达式中得到一个操作数,则将其压入栈中。它将成为表达式树的根。
  • 如果一个操作符在表达式中得到两个值,则将其作为子节点添加到表达式树中,并将它们压入当前节点。
  • 重复步骤 1 和步骤 2,直到我们完成给定表达式。

示例

在线演示

class stack:
   def __init__(self):
      self.arr = []
   def push(self, data):
      self.arr.append(data)
   def pop(self):
      try:
         return self.arr.pop(-1)
      except:
         pass
   def top(self):
      try:
         return self.arr[-1]
      except:
         pass
   def size(self):
      return len(self.arr)
# node class for expression tree
class node:
   def __init__(self, data):
      self.data = data
      self.left = None
      self.right = None
# expression tree class
class exp_tree:
   def __init__(self, postfix_exp):
      self.exp = postfix_exp
      self.root = None
      self.createTree(self.exp)
   def isOperator(self, char):
      optr = [" ", "-", "*", "/", "^"]
      if char in optr: # if given char is operator
         return True # then return true
      return False # else return false
   def createTree(self, exp):
      s = stack()
      # store those operator node whose any child node is NULL
      self.root = node(exp[-1])
      # last character of postfix expression is always an operator
      s.push(self.root)
      # travel on rest of the postfix expression
      for i in "".join(reversed(exp[:-1])):
         curr_node = s.top()
         if not curr_node.right:
            # if right node of current node is NULL
            temp = node(i)
            curr_node.right = temp
            if self.isOperator(i):
               s.push(temp)
         else: # if left node of current node is NULL
            temp = node(i)
            curr_node.left = temp
            # if no child node of current node is NULL
            s.pop() # pop current from stack
            if self.isOperator(i):
               s.push(temp)
   def inorder(self, head):
      # inorder traversal of expression tree
      # inorder traversal = > left, root, right
      if head.left:
         self.inorder(head.left)
      print(head.data, end=" ")
      if head.right:
         self.inorder(head.right)
   def infixExp(self):
      # inorder traversal of expression tree give infix expression
      self.inorder(self.root)
      print()
if __name__ == "__main__":
   postfixExp = "ab ef*g*-"
   et = exp_tree(postfixExp)
   et.infixExp()

运行以上代码将生成如下输出:

输出

(a + b - e * f * g)

解释

从给定表达式构建树将生成这样的输出:操作数将成为节点的根,其余数字将成为表达式树的子节点。

更新于: 2021 年 2 月 23 日

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