C++ 中的抽象语法树：类与结构

Question

我需要在我的 C++ 程序中表示一个树层次结构（准确地说是 AST）。好的，我多次看到这种结构的例子，但有一件事我还不清楚。请告诉我为什么在 C++ 中使用类而不是结构来进行 AST 如此普遍？例如，考虑以下代码，它表示 AST 的一个节点：

class Comparison {
public:
  Node* getLhs() const { return m_lhs; }
  Node* getRhs() const { return m_rhs; }

  //other stuff
private:
  ComparisonOperator m_op;
  Node* m_lhs;
  Node* m_rhs;
};

（灵感来自https://github.com/clever-lang/clever/blob/master/core/ast.h#L150，但我丢弃了一些不必要的细节） 正如您在此处看到的，我们有两个 getter，它们返回指向私有数据成员的指针，而这些指针甚至不是 const！据我所知，这打破了封装。那么为什么不是 AST 节点的结构（默认情况下所有成员都是公共的）呢？您将如何在 C++ 中实现 AST（我的意思是处理可访问性问题）？ 我个人认为结构非常适合此类任务。

我发布了来自任意项目的代码，但您可能会经常看到这种做法（带有 AST 封装破坏方法的类）。

Answer 1

请告诉我为什么在 C++ 中对 AST 使用类而不是结构如此普遍？ [..] 我个人认为结构体非常适合此类任务。

没关系； C++ 没有结构^†。当您编写struct 时，您正在创建一个类。

要么写struct，要么写class。然后要么写public，要么写private。

有些人选择class，因为他们认为使用struct定义的类不能包含私有成员、成员函数等。他们错了。

有些人选择class，因为他们更喜欢将struct 保留在没有私有成员或成员函数的“简单”类型后面，纯粹是出于风格原因。这是主观的，完全取决于他们。 （我大部分自己做类似的事情。）

_{^† 该标准确实在极少数地方使用术语“结构”和“结构”，有时显然是指代 POD 类的快捷方式，但其他时候错误（例如 C++14 §C.1.2/3.3 “结构是类”）。这导致一些人质疑 C++ 没有结构的事实（包括暗示“结构”是类的一个子集，尽管这个概念定义得不够好，无法被正式接受）。不管怎样，std::is_class trait 的行为让事情变得非常清楚。}

Answer 2

好吧，考虑一下这段代码：

class Parent {
public:
    int x;
    void test();

private:
    int y;
};

class Child : public Parent {
public:
    int z;
};

现在使用 struct 关键字也是一样的：

struct Parent {
    int x;
    void test();

private:
    int y;
};

struct Child : Parent {
    int z;
};

有些人更喜欢class 关键字来明确某物是一个类，而struct 则用于某些数据类

Answer 3

也许像下面这样的模式是可以接受的？

class Comparison {
public:
  const Node* lhs() const { return m_lhs; }
  const Node* rhs() const { return m_rhs; }
  Node* mutable_lhs() const { return m_lhs; }
  Node* mutable_rhs() const { return m_rhs; }

  //other stuff
private:
  ComparisonOperator m_op;
  Node* m_lhs;
  Node* m_rhs;
};

如果程序员打算得到一个可变节点，那么至少他的意图是明确的？

顺便说一句，即使使用mutable_lhs()，他也只能获得指向可变节点的指针，但他仍然无法更改指针本身。如果使用没有明确的公共/私有规范的结构，他将失去这种保护。