Scala 案例树变换

这是楼梯手册中的一个Expr类

abstract class Expr
case class Var(name: String) extends Expr
case class Number(num: Double) extends Expr
case class UnOp(operator: String, arg: Expr) extends Expr
case class BinOp(operator: String, left: Expr, right: Expr) extends Expr

现在，我需要一个函数来重命名表达式中的变量。这是我的第一次尝试

def renameVar(expr: Expr, varName: String, newName: String): Expr = expr match {
    case Var(name) if name == varName => Var(newName)
    case Number(_) => expr
    case UnOp(operator, arg) => UnOp(operator, renameVar(arg, varName, newName))
    case BinOp(operator, left, right) => BinOp(operator, renameVar(left, varName, newName), renameVar(right, varName, newName))
}

val anExpr = BinOp("+", Number(1), Var("x"))
val anExpr2 = renameVar(anExpr, "x", "y")

---

这是可行的，但很乏味（我正在使用的实际类有几个case子类）。此外，我可能需要几个类似的转换。是否有更好的替代方法（可能使用高阶函数）？

因此您的

renameVar

版本必须知道两件事：它必须知道如何递归树和如何重命名变量

一个解决方案可能是将这两个问题分开。您可以使用来让每个类控制它如何执行递归；访问方法只涉及如何遍历树。当它遍历时，它可以通过一个处理实际工作的函数（在您的情况下重命名变量）

下面是一个传递转换函数的简单实现（在

Expr

上操作并返回

Expr

）。它使用了一个

PartialFunction

，允许您对树中要操作的表达式进行模式匹配。案例中未涉及的任何表达式都会返回到正常的递归（由

doVisit

指定）

根据不同任务的不同，您可能需要更复杂的访问方法。但这应该能让你了解方向：

// Class Hierarchy
abstract class Expr {
  def visit(f: PartialFunction[Expr, Expr]): Expr = if (f.isDefinedAt(this)) f(this) else doVisit(f)
  protected def doVisit(f: PartialFunction[Expr, Expr]): Expr
}
case class Var(name: String) extends Expr {
  protected def doVisit(f: PartialFunction[Expr, Expr]) = this
}
case class Number(num: Double) extends Expr {
  protected def doVisit(f: PartialFunction[Expr, Expr]) = this
}
case class UnOp(operator: String, arg: Expr) extends Expr {
  protected def doVisit(f: PartialFunction[Expr, Expr]) = UnOp(operator, arg.visit(f))
}
case class BinOp(operator: String, left: Expr, right: Expr) extends Expr {
  protected def doVisit(f: PartialFunction[Expr, Expr]) = BinOp(operator, left.visit(f), right.visit(f))
}

// Transformation Functions
def renameVar(expr: Expr, varName: String, newName: String): Expr = {
  expr.visit { case Var(`varName`) => Var(newName) }
}

---

现在，您可以引入一个新类，如

TernaryOp（String，Expr，Expr，Expr）

，以类似的方式定义其

doVisit

方法，它将不必修改

renameVar

（或任何其他转换函数，如

renameVar

）即可工作。

谢谢。这很有效。这可以进一步抽象（例如，在一个trait中，以便我可以在需要时混合该trait。）实现看起来足够通用，可以通过内省来处理。@dips，有很多方法可以采用这种模式，具体取决于您的需要以及您要定义所有部分的位置。如果不知道你想做什么，很难给出具体的建议，但你可以把它作为进一步探索的起点。