在 C++ 中，我可以使用对象/结构作为节点创建二叉搜索树吗？答案

【问题标题】：In C++ can I create a Binary Search Tree using objects/structs as the node?在 C++ 中，我可以使用对象/结构作为节点创建二叉搜索树吗？
【发布时间】：2022-08-02 23:22:36
【问题描述】：

在其他相关的 c++ 工作中，我设法创建了一种二叉搜索树模板。这里的含义是，使用这个模板，我可以为各种数据类型创建一个 BST……Int、string 等等。我被要求使用 BST 作为数据结构。让我们想象一下它的天气数据。测量设备每天记录几次温度，所以我有日期和时间以及温度。每条记录我想使用一个结构作为容器，所以我想要这样的东西：

struct Record 
{
string DateTime;
float temperature;
};

DateTime 在这里是一个字符串，因为它的格式类似于 dd/mm/yyyy xx:xx。也许我可以将其转换为 int。

有数千条记录，我想将它们全部插入我的 BST。这是行不通的，我的 BST 模板不知道如何比较 2 条记录来判断哪一条将进入左链接和右链接。我可以只写一个布尔运算符 > 函数，它将接受 2 条记录，比较两者的日期时间，然后说稍后制作的记录是否“大于”早先制作的记录，因此它会进入树中，依此类推?这一般会起作用吗？

我是否应该做一些事情，比如创建一个名为 DateTime 的 int 与记录配对的地图，然后将代表 DateTimes 的所有整数值插入到我的 BST 中。然后当我需要取回我的数据时，首先我搜索 BST 以检查是否有条目，然后将结果用于我的地图，然后它应该给我我想要的对象。

我需要做这一切的原因是因为我想执行诸如“给我 2018 年每个月的平均温度”之类的计算。然后我会搜索我的 BST 以将 2018 年每个月的所有日期时间返回给我，然后通过地图访问我的记录以计算温度并取平均值。

请随时指出我正确的方向。我发现谷歌搜索如何创建对象和结构的 BST 给了我使用整数节点的 BST 实现，这还不够……？

\“在 C++ 中，我可以使用对象/结构作为节点创建二叉搜索树吗？\” - 简短回答：是的。
使用operator < 进行比较更常见，您应该编写BST 以这种方式使用比较。所以a > b 宁愿写成b < a。您可以向 BST 添加额外的模板参数 auto compare 并将其用于比较。您也可以将其默认为std::less，这样它将成为可选的，如果BST 的数据类型有一个，则使用operator <。
您不应该将 Record 结构转换为 int 以插入到 BST 中。这就是您将BST 设为模板的原因，这样您就不必做那样的事情了。它应该只是一个BST<Record>。如果您还将lower_bound 和upper_bound 实现为与en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/upper_bound 中的第二个版本匹配的模板函数，那么从2018 年累积所有Records 变得微不足道。

标签： c++ binary-search-tree

【解决方案1】：

DateTime 在这里是一个字符串，因为它的格式类似于 dd/mm/yyyy xx:xx。也许我可以将其转换为 int。

你可以。

我可以只写一个布尔运算符> 函数，它需要 2 条记录，比较两者的日期时间，然后说稍后制作的记录是否“大于”早先制作的记录，因此它会进入树中，依此类推?这一般会起作用吗？

是的，它会的。

我是否应该做一些事情，比如创建一个名为 DateTime 的 int 与记录配对的地图

这是一种可能性，尽管它不应该是分离数据结构。 BST 中的一个节点将由 int 键入，并将关联记录作为有效负载（因此 struct 带有 int 和 Record）。或者，如果空间效率是一个问题，您可以将int 与温度（再次作为struct）配对。然后定义一个可以将int 转换回日期字符串的函数。

另一种选择是将 DateTime 字符串格式更改为 ISO 8601 format:yyyy-mm-ddThh:mm:ss，然后在资源您的数据，因此不需要来回转换。

这有两个优点：

这是一个很好的标准，受到许多服务/库/API 的支持

词汇顺序是您期望的日期/时间顺序。这意味着您不再需要转换为 int，而是可以将记录用作 BST 中的节点，只需将日期与字符串比较进行比较。

【讨论】：

【解决方案2】：

正如 trincot 所指出的，有很多方法可以使用具有结构的二叉搜索树。我牢记我不应该使用单独的结构来存储我的记录，因为他们正确地指出，使用我的 BST 模板通常应该将其声明为 BST<Record> 而不是 BST<int>。

在我之前的示例中，我使用了一个结构来存储 Record 数据。我决定改用一个类。在我的新 Record 类中，我添加了运算符函数，以便我的 BST 模板在比较 2 个对象时知道要做什么。

想象一下，我的新 Record 类看起来像这样：

class Record
{
    public:
        /* 
        member variables
        */
        void printValues();
        bool operator>(const LogNode& otherLogNode) const;
        bool operator==(const LogNode& otherLogNode) const;
};

ostream & operator<<(ostream &out, const LogNode &LT);
//implementation below
bool LogNode::operator>(const LogNode& otherLogNode) const
{
    return (date > otherLogNode.date);
}

bool LogNode::operator==(const LogNode& otherLogNode) const
{
    return (date == otherLogNode.date);
}

如您所见，我重载了 > 和 == 运算符。例如，在我的模板中，使用这些运算符的函数如下所示（这只是其中的一个用于说明的函数）：

template<class T>
void BSTTemplate<T>::insert(const T& insertItem)
{
    Node<T>* current;
    Node<T>* trailCurrent;
    Node<T>* newNode;

    newNode = new Node<T>;
    newNode->info = insertItem;
    newNode->leftLink = nullptr;
    newNode->rightLink = nullptr;

    if (root == nullptr)
        root = newNode;
    else
    {
        current = root;
        while (current != nullptr)
        {
            trailCurrent = current;
            if(current->info == insertItem)
            {
                cout << "Item is already in tree. Duplicates not allowed." << endl;
                return;
            }
            else if(current->info > insertItem)
                current = current->leftLink;
            else
                current = current->rightLink;

        }
        if (trailCurrent->info > insertItem)
            trailCurrent->leftLink = newNode;
        else
            trailCurrent->rightLink = newNode;
    }
}// end insert()

如果没有重载的运算符，语句如

if(current->info == insertItem)

和

else if(current->info > insertItem)

不适用于我希望创建和使用的对象。

其他用户建议我输入一个帮助我解决问题的答案，所以你去吧！希望对其他人有所帮助...

【讨论】：