C++ 指针不工作？

Question

我在使用 c++ 指针时遇到问题。我正在尝试使用 Node 结构和 Tree 结构来编写展开树的代码。但是，经过测试，我遇到了一个问题。我的代码不起作用的部分如下：

struct Node {
    Node* l, *r, *p;
    int v;
    Node() {}
    Node(int _v, Node* _p) : v(_v), p(_p) {}
};

struct Tree {
    Node* root;

    Tree() : root(0) {}

    //...

    void insert(int k) {
        if (!root) {
            root = new Node(k, 0);
            return;
        }
        Node* cur = new Node();
        cur->v = root->v;
        while (1) {
            int x = cur->v;
            cout << x << endl;
            return;
            if (k <= x) {
                //cout << x << endl;
                //return;
                if (!cur->l) {
                    cur->l = new Node(k, cur);
                    //splay(cur->l);
                    return;
                } else cur = cur->l;
            } else {
                if (!cur->r) {
                    cur->r = new Node(k, cur);
                    //splay(cur->r);
                    return;
                } else cur = cur->r;
            }
        }
    }

    //...
};

int main() {
    Tree t = Tree();
    t.insert(1);
    t.insert(5);
    return 0;
}

首先，我在树中插入了一个值为 1 的节点；由于没有根，树将其根分配为值为 1 的新节点。然后，当我将 5 插入树时，发生了一些奇怪的事情。如果您保持原样（保留第一个 cout），那么它将为 x 打印 1。但是，如果您注释掉第一个 cout 并 return 并取消注释第二个 cout 并返回，您会发现它为 x 打印出一个随机垃圾编号，即使没有进行任何修改。谁能告诉我怎么了？

Answer 1

C++ 不会自动初始化类成员。

struct Node {
    Node* l, *r, *p;
    int v;
    Node() {}
    Node(int _v, Node* _p) : v(_v), p(_p) {}
};

当您在代码中创建新节点时，C++ 会为该节点分配一块内存，但不会清除它。所以 l、r 和 p 的值将是那里的任何值。
在您的算法中，测试：if (!cur->r) 和 (!cur->l) 当前失败，因为节点中有未初始化的垃圾而不是 NULL。
结果，当您尝试插入第二个节点时，算法认为根的右侧有一个有效节点。并尝试读取那里的内存和那里的值，即您看到的垃圾 x。根据垃圾的价值，对于某些运行代码的人来说，它也可能会崩溃:)

我也有 99.9% 的把握，Node* cur 应该是指向树中节点的指针，而不是新节点，所以： Node* cur = new Node(); cur->v = root->v;错了，应该是Node* cur = root;

正确初始化 - 在 c++11 中你可以这样做：

struct Node {
    Node* l = nullptr;
    Node *r = nullptr;
    Node *p = nullptr;
    int v   = 0;
    Node() {}
    Node(int _v, Node* _p) : v(_v), p(_p) {}
};

否则

struct Node {
    Node* l;
    Node *r;
    Node *p;
    int v;
    Node() : l(NULL), r(NULL), p(NULL), v(0){}
    Node(int _v, Node* _p) : l(NULL), r(NULL), p(_p), v(_v) {}
};

你应该按照定义的顺序初始化一个类的成员。

现在代码中还有很多其他问题：

树似乎分配了很多节点，但没有释放任何内存。 （最容易将unique_ptr 用于 l 和 r 以及根节点）

树是子节点的所有者吗？还是应该是 Node 拥有并左右分配？ （如果你使用 std::unique_ptr 左右，就会消失）

您没有按照定义的顺序初始化成员。这可能会导致各种错误。 （因为编译器在不告诉你的情况下重新排序初始化）

节点和树处理原始指针，但未定义正确的 operator=，复制 ctor（或删除它们）（如果使用 unique_ptr，则消失）

树缺少用于清理分配内存的 dtor（如果使用 unique_ptr，则会消失）