C++实现DOM树结构详解（从零开始构建XML文档对象模型）

什么是DOM树？

DOM树是一种将文档（如XML或HTML）表示为节点树的数据结构。每个节点可以是元素、文本、注释等类型。例如，下面这段XML：

<bookstore>  <book id="1">    <title>C++入门指南</title>    <author>张三</author>  </book></bookstore>  

会被解析成一棵树，根节点是 bookstore，其子节点是 book，而 book 又包含 title 和 author 等子节点。

C++ DOM树结构设计思路

要实现一个简单的DOM树，我们需要定义以下核心组件：

• 节点类型（Node Type）：如元素节点、文本节点等
• 节点类（Node Class）：包含标签名、属性、子节点列表等
• 树的遍历方法：如深度优先遍历（DFS）

C++代码实现

下面我们用C++实现一个简化版的DOM树结构。我们将支持元素节点和文本节点，并能添加子节点、打印结构。

#include <iostream>#include <vector>#include <map>#include <memory>#include <string>// 节点类型枚举enum class NodeType {    ELEMENT,    TEXT};// 前向声明class Node;// 使用智能指针管理节点using NodePtr = std::shared_ptr<Node>;// 节点基类class Node {public:    NodeType type;    std::string tag_name;    std::string text_content;    std::map<std::string, std::string> attributes;    std::vector<NodePtr> children;    explicit Node(NodeType t) : type(t) {}    // 添加子节点    void append_child(NodePtr child) {        children.push_back(child);    }    // 打印树结构（缩进表示层级）    void print(int indent = 0) const {        std::string prefix(indent, ' ');        if (type == NodeType::ELEMENT) {            std::cout << prefix << "<" << tag_name;            for (const auto& attr : attributes) {                std::cout << " " << attr.first << "=\"" << attr.second << "\"";            }            std::cout << ">\n";            for (const auto& child : children) {                child->print(indent + 2);            }            std::cout << prefix << "</" << tag_name << ">\n";        } else if (type == NodeType::TEXT) {            std::cout << prefix << "\"" << text_content << "\"\n";        }    }};// 创建元素节点的辅助函数NodePtr create_element(const std::string& tag) {    auto node = std::make_shared<Node>(NodeType::ELEMENT);    node->tag_name = tag;    return node;}// 创建文本节点的辅助函数NodePtr create_text(const std::string& text) {    auto node = std::make_shared<Node>(NodeType::TEXT);    node->text_content = text;    return node;}// 示例：构建一个小型DOM树int main() {    auto root = create_element("bookstore");    auto book = create_element("book");    book->attributes["id"] = "1";    auto title = create_element("title");    title->append_child(create_text("C++入门指南"));    auto author = create_element("author");    author->append_child(create_text("张三"));    book->append_child(title);    book->append_child(author);    root->append_child(book);    root->print();    return 0;}  

代码说明

上述代码实现了以下功能：

• 使用 std::shared_ptr 自动管理内存，避免内存泄漏
• 支持元素节点（带标签名和属性）和文本节点
• 通过 append_child 方法构建父子关系
• 提供 print 方法以可视化树结构

运行该程序，你将看到如下输出：

<bookstore>  <book id="1">    <title>      "C++入门指南"    </title>    <author>      "张三"    </author>  </book></bookstore>  

扩展与应用场景

这个简易的 C++ DOM树实现 可作为学习 C++树形数据结构 的起点。你可以在此基础上：

• 添加XPath查询支持
• 实现XML序列化/反序列化
• 优化内存布局（如使用池分配器）

掌握这种结构对理解浏览器如何解析HTML、开发配置文件解析器或游戏中的UI系统都非常有帮助。

总结

通过本教程，你已经学会了如何用C++手动构建一个DOM树模型。这不仅加深了你对 C++ XML解析 机制的理解，也为你打下了坚实的 C++ DOM模型教程 基础。即使你是编程小白，只要一步步跟着代码练习，也能掌握这项实用技能！