如何在python3中使用AST递归简化数学表达式?

Question

>我有这个数学表达式：

tree = ast.parse('1 + 2 + 3 + x')

对应于此抽象语法树：

Module(body=[Expr(value=BinOp(left=BinOp(left=BinOp(left=Num(n=1), op=Add(), right=Num(n=2)), op=Add(), right=Num(n=3)), op=Add(), right=Name(id='x', ctx=Load())))])

我想简化它 - 也就是说，得到这个：

Module(body=[Expr(value=BinOp(left=Num(n=6), op=Add(), right=Name(id='x', ctx=Load())))])

根据文档，我应该使用 NodeTransformer 类。文档中的建议如下：

请记住，如果您正在操作的节点具有子节点，则 必须自己转换子节点或调用 首先generic_visit(( 方法。

我尝试实现自己的转换器：

class Evaluator(ast.NodeTransformer):
def visit_BinOp(self, node):
print('Evaluating ', ast.dump(node))
for child in ast.iter_child_nodes(node):
self.visit(child)
if type(node.left) == ast.Num and type(node.right) == ast.Num:
print(ast.literal_eval(node))
return ast.copy_location(ast.Subscript(value=ast.literal_eval(node)), node)
else:
return node

在这种特定情况下，它应该做的是将 1+2 简化为 3，然后将 3 +3 简化为 6。 它确实简化了我想简化的二进制操作，但它不会更新原始语法树。我尝试了不同的方法，但我仍然不知道如何递归简化所有二进制操作(以深度优先的方式(。谁能指出我正确的方向？

谢谢。

Answer 1

visit_*方法有三个可能的返回值：

1. None这意味着节点将被删除，
2. node(节点本身(，这意味着不会应用任何更改，
3. 一个新节点，它将替换旧节点。

因此，当您想用Num替换BinOp时，您需要返回一个新的Num节点。表达式的计算不能通过ast.literal_eval完成，因为此函数仅计算文本(而不是任意表达式(。相反，您可以使用eval例如。

因此，您可以使用以下节点转换器类：

import ast
class Evaluator(ast.NodeTransformer):
ops = {
ast.Add: '+',
ast.Sub: '-',
ast.Mult: '*',
ast.Div: '/',
# define more here
}
def visit_BinOp(self, node):
self.generic_visit(node)
if isinstance(node.left, ast.Num) and isinstance(node.right, ast.Num):
# On Python <= 3.6 you can use ast.literal_eval.
# value = ast.literal_eval(node)
value = eval(f'{node.left.n} {self.ops[type(node.op)]} {node.right.n}')
return ast.Num(n=value)
return node
tree = ast.parse('1 + 2 + 3 + x')
tree = ast.fix_missing_locations(Evaluator().visit(tree))
print(ast.dump(tree))