从列表定义创建 N 元表达式树

如何解决从列表定义创建 N 元表达式树

这里是代码新手，我正在用 Python 创建一个项目。

我有一个叫做 ExpressionTree 的类，它是一个 N 元表达式树，这样每个节点不仅限于只有两个子节点；可以多于 2 个，但不能少于 2 个。

类的私有变量是：_root 是Optional[Union[str,int]] 和_subtrees 是List[ExpressionTree]。我已经成功实现了 __eq__、is_empty、evaluate_tree、__str__ 和 append 等基本方法，但我一直坚持使用一种方法。

我在这棵树中使用的唯一运算符是“+”和“-”（但代码应该适用于任何运算符）。

所有叶子要么是单个字母字符串，要么是一个整数，并且所有父母都是“+”或“-”。此外，所有叶子都是 ExpressionTrees，但 self._subtrees 的列表为空。

我尝试创建的方法名为create_tree，它接收一个名为lst 的列表，其类型为：List[List[Union[int,str]]]，并返回一个成功创建的ExpressionTree来自参数：lst。

lst 中的每个列表代表一个级别，但是对于列表中的每个运算符，下一个列表是每个运算符的子级。例如，如果 lst = [[+],[+,+],[1,2],[3,4]]，那么树应该看起来像：

Tree 1

在一个更嵌套的例子中，如果我要运行 create_tree([[+],+,[5,*],[b,c],[6,a]])，我应该得到的树是：

Tree 2

我知道队列会非常有用，但我不知道从哪里开始。我认为这段代码不一定需要递归，但如果正确实现，它也可以使用它。

我不希望使用任何导入或创建新类，除了 List。

我的 doctest 是这样的：

>>> lst = [['*'],'*','*'],1],['b','c']]
>>> express_tree = create_tree(lst)
>>> print(express_tree) == (3 * (5 * 1) * (b * c))
True
>>> express_tree._root == '*'
True
>>> express_tree._subtrees == [ExpressionTree(3,[]),ExpressionTree('*',[ExpressionTree(5,ExpressionTree(1,[])]),[ExpressionTree('b',ExpressionTree('c',[])])]
True

在过去的 12 个小时里，我一直试图正确地实现这一点，但我没有运气，而且我认为我的大脑工作不正常。非常感谢您对代码的任何帮助。请帮助这个可怜的家伙，这样我就可以摆脱课堂的噩梦，从事更有趣的编码项目。提前致谢！

解决方法

在递归函数中，可以通过将形成的层级传递给ExpressionTree来构建树：

class ExpressionTree:
   def __init__(self,_root,_subtrees):
      self._root,self._subtrees = _root,_subtrees
   def __repr__(self):
      return f'{self.__class__.__name__}({self._root},{self._subtrees})'

def to_tree(d):
   k = [ExpressionTree(i,[] if i not in {'+','*'} else d.pop(0)) for i in d.pop(0)]
   for i in range(len(k)):
      if k[i]._root in {'+','*','-'}: 
         d = [k[i]._subtrees,*d]
         if len(d) == 1:
            k[i]._subtrees = [ExpressionTree(i,[]) for i in k[i]._subtrees]
         else:
            k[i]._subtrees = to_tree(d)
   return k


lst = [['*'],[3,'*'],[5,1],['b','c']]
lst1 = [['+'],['+','+'],['1','2'],['3','4']]
lst2 = [['+'],'+',['5','c'],['6','a']]
lst3 = [['+'],'c','a']]
for i in [lst,lst1,lst2,lst3]:
   print(to_tree(i))
   print('-'*20)

输出：

[ExpressionTree(*,[ExpressionTree(3,[]),ExpressionTree(*,[ExpressionTree(5,ExpressionTree(1,[])]),[ExpressionTree(b,ExpressionTree(c,[])])])]
--------------------
[ExpressionTree(+,[ExpressionTree(+,[ExpressionTree(1,ExpressionTree(2,ExpressionTree(+,ExpressionTree(4,[ExpressionTree(6,ExpressionTree(a,[])])]),[])])])]
--------------------