CN112540979A - 表达式的存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种表达式的存储方法及装置。其中，该方法包括：确定表达式中的子表达式的运算优先级；依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。本申请解决了由于现阶段一般是将表达式语句解析成二叉树结构造成的执行表达式树结构，计算结果时使用较多的调用堆栈，会产生较多的空间占用，消耗较多的计算资源的技术问题。

Description

表达式的存储方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种表达式的存储方法及装置。

背景技术

现有表达式解析方式一般是将表达式语句解析成二叉树结构，每个根节点表示运算符，左节点为运算符左边的表达式树，右节点为运算符的右边表达式树，所有叶子节点对应表达式中的所有最小单元；这种结构会将同一运算优先级中的表达式解析为多层树结构；在执行表达式树时候，深度优先遍历二叉树，逐层递归合并左右子节点的计算结果。

基于二叉树的表达式树结构，会导致表达树的层级较深，在程序执行表达式树，计算结果时，较深的层级和较多的节点会使用较多的调用堆栈，会产生较多的空间占用；并且当需对其中部分表达式做合并、或拆分时，需要递归重组较多的节点，过程繁琐麻烦，消耗较多资源。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种表达式的存储方法及装置，以至少解决由于现阶段一般是将表达式语句解析成二叉树结构造成的执行表达式树结构，计算结果时使用较多的调用堆栈，会产生较多的空间占用，消耗较多的计算资源的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种表达式的存储方法，包括：确定表达式中的子表达式的运算优先级；依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

可选地，依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，包括：将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

可选地，将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点，包括：确定运算优先级的数量，并设置与数量相同的目标组节点；确定运算优先级与目标组节点的对应关系，其中，对应关系包括：存储运算优先级高的子表达式的子节点对应的目标组节点为存储运算优先级低的子表达式的子节点对应的目标组节点的子节点；依据对应关系将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

可选地，在将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点之后，上述方法还包括：按照运算优先级由下至上依次遍历多叉树的节点，得到遍历结果，节点包括组节点和子节点；依据遍历结果计算表达式。

可选地，组节点和/或子节点中还存储有运算符，运算符为与该组节点或该子节点中存储的子表达式相邻的运算符，且运算符位于子表达式的右边。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种表达式的存储装置，包括：确定单元，用于确定表达式中的子表达式的运算优先级；设置单元，用于依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

可选地，设置单元还用于将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

可选地，上述装置还包括计算单元，用于在将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点之后，按照运算优先级由下至上依次遍历多叉树的节点，得到遍历结果，节点包括组节点和子节点；依据遍历结果计算表达式。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在的设备执行以上的表达式的存储方法。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线，其中，处理器、存储器通过总线完成相互间的通信；处理器用于调用存储器中的程序指令，以执行以上的表达式的存储方法。

在本申请实施例中，采用确定表达式中的子表达式的运算优先级；依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应的方式，通过采用多叉树结构来构造表达式树，将同一运算优先级的一组表达式作为一组节点的所有子节点，达到了使整个表达式树层级深度大幅减少的目的，从而实现了执行表达式树时，减少递归合并操作，减少调用堆栈，节省计算资源的技术效果，进而解决了由于现阶段一般是将表达式语句解析成二叉树结构造成的执行表达式树结构，计算结果时使用较多的调用堆栈，会产生较多的空间占用，消耗较多的计算资源的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种表达式的存储方法的流程图；

图2a是根据本申请实施例的一种将表达式存储至二叉树的结构示意图；

图2b是根据本申请实施例的一种将表达式存储至多叉树的结构示意图；

图3a是根据本申请实施例的另一种将表达式存储至二叉树的结构示意图；

图3b是根据本申请实施例的另一种将表达式存储至多叉树的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的另一种将表达式存储至多叉树的结构示意图；

图5是根据本申请实施例的一种表达式的存储装置的结构图；

图6是根据本申请实施例的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例，提供了一种表达式的存储方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的一种表达式的存储方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，确定表达式中的子表达式的运算优先级；

表达式是由数字、运算符、数字分组符合(括号)、自由变量和约束变量等以能求得数值的排列方法所得的组合。例如a+b+c+d、a+(b+c+d)均为表达式。

以表达式a+b+c+d为例，a、b、c、d为该表达式的子表达式，运算优先级是指计算该表达式时的运算顺序，例如，表达式a+b+c+d为无括号表达式，运算过程为从左至右顺序运算，因此，该表达式的子表达式a、b、c、d的运算优先级相同。

步骤S104，依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

根据本申请的一个可选的实施例，在执行步骤S104时，将子表达式分别存储至多叉树的一个组节点的多个子节点，子节点的数量与子表达式的数量相同，即一个子节点存储一个子表达式。

通过上述步骤，通过采用多叉树结构来构造表达式树，达到了使整个表达式树层级深度大幅减少的目的，从而实现了执行表达式树时，减少递归合并操作，减少调用堆栈，节省计算资源的技术效果。

在本申请的一些可选的实施例中，在执行步骤S104时将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

根据本申请的一个可选的实施例，将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点，包括：确定运算优先级的数量，并设置与数量相同的目标组节点；确定运算优先级与目标组节点的对应关系，其中，对应关系包括：存储运算优先级高的子表达式的子节点对应的目标组节点为存储运算优先级低的子表达式的子节点对应的目标组节点的子节点；依据对应关系将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

下面以几个具体的实施例来对步骤S104进行说明：

图2a是将表达式a+b+c+d存储至二叉树的结构示意图，图2b是将表达式a+b+c+d存储至多叉树的结构示意图，表达式a+b+c+d为无括号表达式，运算过程为顺序运算，在多叉树表达式树中，有一个组节点(Group1)，组节点(Group1)的所有子节点，为同一运算优先级的表达式组，运算过程为顺序计算Group1下的所有表达式。执行后返回结果，递归次数为1次,而二叉树递归次数为3次。

图3a是将表达式a+(b+c+d)存储至二叉树的结构示意图，图3b是将表达式a+(b+c+d)存储至多叉树的结构示意图，多叉树结构合并的过程为，新增一个Group2节点，将选择运算优先级高的表达式(b+c+d)作为Group2节点的子节点，同时Group2节点记录(b+c+d)后的运算符，由于这之后没有运算符，所以为空。

图4是将表达式a+(b+c)+d存储至多叉树的结构示意图，新增一个Group2节点，将选择运算优先级高的表达式(b+c)作为Group2节点的子节点，同时Group2节点记录(b+c)后的运算符“+”。

通过以上几个结构图，当同一运算优先级的表达式组包含的子表达式越多时，比如(a+b+c+d+e+f+g+……)，二叉树的层级就会越多，运算时所需的递归次数就越多，在代码执行时，递归函数会占用越多的堆栈空间；采用多叉树的存储结构，同一运算优先级的表达式组包含的子表达式，属于同一个组节点的子节点，在运算时只需要一次递归，大大减少了堆栈空间的使用。并且合并或拆解一组表达式时，利用多叉树每个节点有个多个子节点(孩子节点)的性质，无需递归重组多个节点，可批量操作子节点，复杂度低，效率更高。

在本申请的一个可选的实施例中，在执行步骤S104之后，还需要按照运算优先级由下至上依次遍历多叉树的节点，得到遍历结果，节点包括组节点和子节点；依据遍历结果计算表达式。

根据本申请的一个可选的实施例，上述组节点和/或子节点中还存储有运算符，运算符为与该组节点或该子节点中存储的子表达式相邻的运算符，且运算符位于子表达式的右边。

由图2b可以看出，子节点a、b、c中除了存储有子表达式a、b、c，还存储有子表达式a、b、c后面紧跟的运算符号“+”，子节点d用于存储子表达式d，但子表达式d后面没有运算符号，因此子节点d中没有存储运算符号。

图3b中，组节点Group2用于存储子表达式(b+c+d)后面的运算符号，因为子表达式(b+c+d)后面没有运算符号，组节点Group2中也没有存储运算符号。而在图4中，组节点Group2用于存储子表达式(b+c)后面的运算符号，因为子表达式(b+c)后面有运算符号“+”，因此组节点Group2中存储有运算符号“+”。

通过在多叉树的组节点和子节点中存储表达式的运算符号，才可以实现将整个表达式完整存储至多叉树结构中。

通过以上方法可以实现以下技术效果：对于运算优先级相同的子表达式，用于存储该子表达式的多叉树存储结构的深度为1；利用上述方法生成的表达式树相对于二叉树表达式述，层级(深度)较少，在运算过程中，递归次数少，节省堆栈空间；在合并或拆解表达式组，多叉树结构更加方便操作，无需递归重组多个节点，可批量操作孩子节点，复杂度低，效率更高；多叉树结构与表达式更加一致，容易理解。

图5是根据本申请实施例的一种表达式的存储装置的结构图，如图5所示，该装置包括：

确定单元50，用于确定表达式中的子表达式的运算优先级。

表达式是由数字、运算符、数字分组符合(括号)、自由变量和约束变量等以能求得数值的排列方法所得的组合。例如a+b+c+d、a+(b+c+d)均为表达式。

以表达式a+b+c+d为例，a、b、c、d为该表达式的子表达式，运算优先级是指计算该表达式时的运算顺序，例如，表达式a+b+c+d为无括号表达式，运算过程为从左至右顺序运算，因此，该表达式的子表达式a、b、c、d的运算优先级相同。

设置单元52，用于依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

需要说明的是，图5所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述。此处不再赘述。

根据本申请的一个可选的实施例，设置单元52用于将子表达式分别存储至多叉树的一个组节点的多个子节点，子节点的数量与子表达式的数量相同，即一个子节点存储一个子表达式。

根据本申请的一个可选的实施例，设置单元52还用于将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

根据本申请的一个可选的实施例，设置单元52还用于确定运算优先级的数量，并设置与数量相同的目标组节点；确定运算优先级与目标组节点的对应关系，其中，对应关系包括：存储运算优先级高的子表达式的子节点对应的目标组节点为存储运算优先级低的子表达式的子节点对应的目标组节点的子节点；依据对应关系将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

在本申请的一些可选的实施例中，上述装置还包括计算单元54，用于在将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点之后，按照运算优先级由下至上依次遍历多叉树的节点，得到遍历结果，节点包括组节点和子节点；依据遍历结果计算表达式。

所述表达式的存储装置包括处理器和存储器，上述确定单元50、设置单元52、计算单元54等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来采用多叉树结构来构造表达式树。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述表达式的存储方法。

存储介质用于存储执行以下功能的程序：确定表达式中的子表达式的运算优先级；依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述表达式的存储方法。

处理器用于运行执行以下功能的程序：确定表达式中的子表达式的运算优先级；依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

图6是根据本申请实施例的一种电子设备的结构图，如图6所示，该电子设备60包括至少一个处理601、以及与处理器601连接的至少一个存储器602、总线603；其中，处理器601、存储器602通过总线603完成相互间的通信；处理器601用于调用存储器602中的程序指令，以执行上述的表达式的存储方法。本文中的电子设备60可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：确定表达式中的子表达式的运算优先级；依据运算优先级，将子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，子表达式的数量与子节点的数量相对应。

可选地，所述计算机程序产品还用于执行初始化有如下方法步骤的程序：将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

可选地，所述计算机程序产品还用于执行初始化有如下方法步骤的程序：确定运算优先级的数量，并设置与数量相同的目标组节点；确定运算优先级与目标组节点的对应关系，其中，对应关系包括：存储运算优先级高的子表达式的子节点对应的目标组节点为存储运算优先级低的子表达式的子节点对应的目标组节点的子节点；依据对应关系将运算优先级相同的子表达式存储至目标组节点的多个子节点。

可选地，所述计算机程序产品还用于执行初始化有如下方法步骤的程序：按照运算优先级由下至上依次遍历多叉树的节点，得到遍历结果，节点包括组节点和子节点；依据遍历结果计算表达式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种表达式的存储方法，其特征在于，包括：

确定表达式中的子表达式的运算优先级；

依据所述运算优先级，将所述子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，所述子表达式的数量与所述子节点的数量相对应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述运算优先级，将所述子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，包括：

将所述运算优先级相同的子表达式存储至所述目标组节点的多个子节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述运算优先级相同的子表达式存储至所述目标组节点的多个子节点，包括：

确定所述运算优先级的数量，并设置与所述数量相同的所述目标组节点；

确定所述运算优先级与所述目标组节点的对应关系，其中，所述对应关系包括：存储运算优先级高的子表达式的子节点对应的目标组节点为存储运算优先级低的子表达式的子节点对应的目标组节点的子节点；

依据所述对应关系将所述运算优先级相同的子表达式存储至所述目标组节点的多个子节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点之后，所述方法还包括：

按照所述运算优先级由下至上依次遍历所述多叉树的节点，得到遍历结果，所述节点包括所述组节点和所述子节点；

依据所述遍历结果计算所述表达式。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组节点和/或所述子节点中还存储有运算符，所述运算符为与该组节点或该子节点中存储的子表达式相邻的运算符，且所述运算符位于所述子表达式的右边。

6.一种表达式的存储装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定表达式中的子表达式的运算优先级；

设置单元，用于依据所述运算优先级，将所述子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点，其中，所述子表达式的数量与所述子节点的数量相对应。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设置单元还用于将所述运算优先级相同的子表达式存储至所述目标组节点的多个子节点。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括计算单元，用于在将所述子表达式存储至多叉树的目标组节点的多个子节点之后，按照所述运算优先级由下至上依次遍历所述多叉树的节点，得到遍历结果，所述节点包括所述组节点和所述子节点；依据所述遍历结果计算所述表达式。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时控制存储介质所在的设备执行权利要求1至5中任意一项所述的表达式的存储方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线，其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行权利要求1至5中任意一项所述的表达式的存储方法。

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