面向Java开辟人员的Scala指南 - 构建计算器,第3部份[Java编程]

欢送勇于摸索的读者回到我们的系列文章中!本月持续摸索 Scala 的语言和库支持,我们将改革一下计算器 DSL 并终究 “完成它”.DSL 本身有点简单 — 一个简单的计算器,目前为止只支持 4 个基本数学运算符.但要记着,我们的目标是成立一些可扩大的、机动的对象,并且今后可以轻松加强它们以支持新的功效.

持续上次的谈论……

阐明一下,目前我们的 DSL 有点零乱.我们有一个抽象语法树（Abstract Syntax Tree ）,它由大量 case 类构成……

清单 1. 后端（AST）

package com.tedneward.calcdsl
{
　 // ...
　 private[calcdsl] abstract class Expr
　 private[calcdsl]　case class Variable(name : String) extends Expr
　 private[calcdsl]　case class Number(value : Double) extends Expr
　 private[calcdsl]　case class UnaryOp(operator : String, arg : Expr) extends Expr
　 private[calcdsl]　case class BinaryOp(operator : String, left : Expr, right : Expr)
　 extends Expr
}

……对此我们可以供应近似注释器的行为,它能最大限度地简化数学表达式……

清单 2. 后端（注释器）

package com.tedneward.calcdsl
{
　 // ...
　 object Calc
　 {
　　 def simplify(e: Expr): Expr = {
　　　 // first simplify the subexpressions
　　　 val simpSubs = e match {
　　　　 // Ask each side to simplify
　　　　 case BinaryOp(op, left, right) => BinaryOp(op, simplify(left), simplify(right))
　　　　 // Ask the operand to simplify
　　　　 case UnaryOp(op, operand) => UnaryOp(op, simplify(operand))
　　　　 // Anything else doesn't have complexity (no operands to simplify)
　　　　 case _ => e
　　　 }
　　　 // now simplify at the top, assuming the components are already simplified
　　　 def simplifyTop(x: Expr) = x match {
　　　　 // Double negation returns the original value
　　　　 case UnaryOp("-", UnaryOp("-", x)) => x

　　　　 // Positive returns the original value
　　　　 case UnaryOp("+", x) => x

　　　　 // Multiplying x by 1 returns the original value
　　　　 case BinaryOp("*", x, Number(1)) => x

　　　　 // Multiplying 1 by x returns the original value
　　　　 case BinaryOp("*", Number(1), x) => x

　　　　 // Multiplying x by 0 returns zero
　　　　 case BinaryOp("*", x, Number(0)) => Number(0)

　　　　 // Multiplying 0 by x returns zero
　　　　 case BinaryOp("*", Number(0), x) => Number(0)

　　　　 // Dividing x by 1 returns the original value
　　　　 case BinaryOp("/", x, Number(1)) => x

　　　　 // Dividing x by x returns 1
　　　　 case BinaryOp("/", x1, x2) if x1 == x2 => Number(1)

　　　　 // Adding x to 0 returns the original value
　　　　 case BinaryOp("+", x, Number(0)) => x

　　　　 // Adding 0 to x returns the original value
　　　　 case BinaryOp("+", Number(0), x) => x

　　　　 // Anything else cannot (yet) be simplified
　　　　 case e => e
　　　 }
　　　 simplifyTop(simpSubs)
　　 }

　　 def evaluate(e : Expr) : Double =
　　 {
　　　 simplify(e) match {
　　　　 case Number(x) => x
　　　　 case UnaryOp("-", x) => -(evaluate(x))
　　　　 case BinaryOp("+", x1, x2) => (evaluate(x1) + evaluate(x2))
　　　　 case BinaryOp("-", x1, x2) => (evaluate(x1) - evaluate(x2))
　　　　 case BinaryOp("*", x1, x2) => (evaluate(x1) * evaluate(x2))
　　　　 case BinaryOp("/", x1, x2) => (evaluate(x1) / evaluate(x2))
　　　 }
　　 }
　 }
}

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