改变树根和修剪

Question

我有一个 n 叉树结构，就像答案 here 中解释的那样：

typedef struct node {
    int ID;
    struct node *child;   // points to (first) child
    struct node *next;    // points to next node at same level (sibling)
    struct node *parent;  // points to parent
} node;

节点是使用malloc 创建的。

我想编写一个函数，将树的根更改为另一个（指定）节点，并释放所有节点的内存 - 由于根的更改 - 不再是树的一部分（即如果一个节点不能通过父节点追踪到新的根节点，它应该设置为NULL，并且它的内存应该被释放）。

例如，如果这是我的树：

      1           
     / \
    2   3        
   / \    \
  4  5     6      
 / \
7   8     

我想把root从1改成3，然后调用prune_tree函数后，root就是3，除3和6之外的所有节点的内存都被释放了。

我最接近解决我的问题涉及到这个功能：

void prune_tree(node **root, node *new_root) {
    if (*root == NULL || (*root)->parent == new_root)
        return;

    prune_tree(&((*root)->child), new_root);
    prune_tree(&((*root)->next), new_root);

    free(*root);
    *root = NULL;
}

调用这个函数后我设置了

root = new_root;

我来到这里主要是通过反复试验；事实上，我什至不确定为什么在我测试它的大部分时间它都有效。它还添加了可能不必要的步骤，即在调用函数后必须将根设置为新的根地址。我假设有一种方法可以修改函数中的根地址，或者返回新的根地址。

我认为我不需要担心内存使用，因为该函数正在释放内存，但更可取的是省时的函数。我不确定这是否意味着我应该避免递归......

Answer 1

递归函数将是完美的。

您基本上想要做的（假设树中没有循环）是删除新根的所有兄弟姐妹，以及它们的孩子和父母以及根的所有父母。

算法可以是：

typedef struct node {
    int ID;
    struct node *child;
    struct node *sibling;
    struct node *parent;
} node;

void remove_node(struct node* node, struct node* root)
{
    if(node->parent != NULL)
        remove_node(node->parent, new_root)

    if(node->sibling != NULL)
        remove_node(node->sibling, new_root)

    if((node->child != NULL) && (node->child != root))
        remove_node(node->sibling, new_root)

    free(node)
}

void prune_tree(node **root, node *new_root) {
    *root = new_root
    remove_node(new_root->parent);
    remove_node(new_root->sibling);
}

假设：

• new_root 在树中
• 树中没有循环

Answer 2

我想我找到了解决办法……

void prune_tree(node** root, node* new_root)
{
    bool del = true;

    if (*root == NULL)
        return;

    if (*root == new_root) {
        del = false;
    }

    if (del){
        prune_tree(&(*root)->child, new_root);
        prune_tree(&(*root)->next, new_root);
        free(*root);
        *root = NULL;
    }
    else{
        prune_tree(&(*root)->next, new_root);
    }
}

Answer 3

您的方法不起作用，因为您将释放新根本身。您只在 parent 是新根的节点上停止。

这是一个更正的版本：

void prune_tree(node **root, node *new_root) {
    if (*root == NULL)
        return;
    if (*root == new_root) {
        (*root)->parent = NULL;
        return;
    }
    prune_tree(&(*root)->child, new_root);
    prune_tree(&(*root)->next, new_root);
    free(*root);
    *root = NULL;
}

在使用地址调用此函数后，您仍需要将树的根更新为new_root：

prune_tree(&root, new_root);
root = new_root;