具有不同元素的 C++ n-ary 树

Question

我想从一个文档构建一个 n-arry 树。为此，我有 3 种不同类型的树元素：

• 结构节点
  • 有名字
  • 可以包含其他节点
  • 深度
• 元素节点（树的叶子）
  • 有钥匙
  • 有一个价值
  • 深度
• 元素模板节点（树的叶子）
  • 有一个占位符，应该稍后在程序中解决
  • 深度

此刻我在想这样的事情：

class Node {
    public:
        Node(int depth);
        int depth() const;
    private:
        int depth_;
};

class StructNode : public Node {
    ...
    private:
        std::vector<std::unique_ptr<Node>> children;
};

class ElementNode : public Node {
...
};

class ElementTemplateNode : public Node {
...
};

树将在启动时从文件生成，并重复使用以创建如下输出字符串：

Structname:
   key = value
   key = value
   Structname:
       key = value
   Structname:
       key = value
...

哪里的Key和value直接从ElementNode读取或者从另一个文件读取placeholder的值在ElementTemplateNode里面

树有更好的结构吗？因为对于当前的，我必须先检查它是 StructNode、ElementNode 还是 ElementTemplateNode

Answer 1

这是实现具有不同类型节点的树的典型结构。另一个变体是composite pattern。

您描述的问题通常是由向节点询问他们知道什么引起的，而不是告诉他们该做什么。如果您反过来 (tell, don't ask)，您可以摆脱这些检查并从多态性中受益。

不同类型的节点继承自Node。您可以使用统一接口设计您的树，并为Node 定义虚函数，然后可以针对不同类型的节点覆盖这些虚函数。然后调用该方法将做正确的事情，而不需要手动类型检查。为了生成输出字符串，您需要告诉根节点生成一个字符串。如果它是一个结构，它会添加标题并告诉它的孩子生成一个字符串，但如果它是一个叶子，它只会将键/值对添加到字符串中。无需从外部了解每个节点的任何信息。

如果探索树的操作不应该由树本身来实现，通常的做法是使用visitor pattern。最大的优势是您只需编写一次访问者，然后就可以轻松地将一种新的访问者专门用于不同的算法。同样，无需检查节点的类型。该模式确保为正确类型的节点调用正确的初等函数。