在 C# 中比较“对象”类型的对象

Question

我正在尝试在C# 中实现一个树形数据结构，我已经在C++ 中完成了 100 次 但是在这里，当我试图保持 Tree 通用以接受任何数据类型时，我已将每个 Node 的数据放在 Object 类型的对象中，如下所示：

    public class Node
    {
        public object Data;
        public Node Right;
        public Node Left;

        public Node(object value)
        {
            NodeContent = value;
            Right = Left = null;
        }
    }

但是当我尝试实现insert 时，我需要比较Object 类型的两个对象，以便知道是在当前节点的左侧还是右侧插入一个新节点。当我尝试检查时

    if(value < childPtr.Data)

其中value 是要插入的值，我收到一条错误消息，提示我无法比较Object 类型的两个对象。那么有没有办法解决这个问题？

Answer 1

您的方法的问题是Data 可以是任何类型。您的设计允许您将多种类型放入同一棵树中。所以一个节点可能有一个string，另一个可能有一个double，第三个可能有一个用户定义类型的引用。如果您让Node 构造函数采用IComparable 实例，那么您假设树中的所有项目都属于同一类型，或者它们的IComparable 接口实现知道如何比较所有可能的值数据类型。

简而言之，虽然你所做的会起作用，但它根本不是类型安全的。

您所要做的是非常类似于 C 的事情。在 C++ 中，您将使用模板来避免这种可憎的事情。在 C# 中，您使用泛型。

我赞同 cmets 中提出的建议：如果您想要一个通用数据结构，制作一个通用数据结构。使用内置的集合，例如，如果你想要一个你写的整数列表：

var list_of_integers = new List<int>();

如果你想要一个字符串列表：

var list_of_strings = new List<string>();

如果你想创建一个通用的树集合，你可以从：

public class MyGenericTree<T>
{
    public class Node
    {
        public T Data;
        public Node Left;
        public Node Right;

        public Node(T data)
        {
            Data = data;
        }
    }

    private readonly IComparer<T> _comparer;

    public MyGenericTree(IComparer<T> comparer = null)
    {
        _comparer = comparer ?? Comparer<T>.Default;
    }
}

然后你创建它：

var myTree = new MyGenericTree<string>(); // or int, or whatever type

如果你想要一个自定义的比较函数，你写：

// Create a tree that stores case-insensitive strings
var myTree = new MyGenericTree<string>(StringComparer.CurrentCultureIgnoreCase);

这会强制Data 始终为兼容类型。您要么使用该类型的默认比较器，要么使用传递给构造函数的比较器接口。

在进行比较时，它是：

int a = _comparer.Compare(node1, node2);
if (a < 0)
    // node1 < node2
else if (a > 0)
    // node1 > node2
else
    // node1 == node2

如果您确实想在树中存储无类型的 object 引用，您可以轻松编写：

var myTree = new MyGenericTree<object>(some_object_comparer);

虽然你为什么要做这样的事情有点神秘。

我知道泛型一开始看起来有点奇怪，但是在使用它们一天左右之后，你就会明白它们非常灵活并且类型安全。

Answer 2

由于您需要从数据中进行比较，因此更好的方法是：

public class Node
{
    public IComparable Data;
    public Node Right;
    public Node Left;

    public Node(IComparable value)
    {
        Data = value;
        Right = Left = null;
    }
}

以后你可以这样做：

if(value.CompareTo(childPtr.Data) < 0)