C# 中的这个树实现有什么问题？

Question

我目前正在尝试在 C# 中实现一个非常简单的树/节点类，其中节点有一个对象作为数据，并且它们可以有零到多个子节点。我目前有两个问题：

1. 出于某种原因，打印出对象最终会打印 TYPE 的对象而不是它的 toString() 每个节点不是 根。
2. 我似乎无法正确打印出我的树的多个分支， 并且找不到问题，是否是我的打印问题 方法或我将子节点添加到节点的方式。

我的节点类在下面。

namespace Tree
{
    class Node
    {
        public object data;
        private LinkedList<Node> children;

        public Node(object data)
        {
            this.data = data;
            children = new LinkedList<Node>();
        }

        public void Add(params object[] objects)
        {
            foreach (object obj in objects)
            {
                children.AddLast(new Node(obj));
            }
        }

        public int Count()
        {
            int count = 1;

            foreach (Node n in children)
            {
                count += n.Count();
            }

            return count;
        }

        public void Print(int depth)
        {
            string s = new string('\t',depth);
            s += data;
            Console.WriteLine(s);
            depth++;

            foreach (Node n in children)
            {
                n.Print(depth);
            }
        }
    }
}

为了测试，我正在创建一棵树，它的根有三个孩子，然后这三个孩子中的每一个都有另外三个孩子，如下所示。

Node core = new Node("root");

Node o1 = new Node("1");
Node o2 = new Node("2");
Node o3 = new Node("3");

o1.Add(new Node("11"), new Node("12"), new Node("13"));
o2.Add(new Node("21"), new Node("22"), new Node("23"));
o3.Add(new Node("31"), new Node("32"), new Node("33"));
core.Add(o1, o2, o3);

Console.WriteLine(core.Count());
core.Print(0);

预期的输出当然是：

13
root
 1
  11
  12
  13
 2
  21
  22
  23
 3
  31
  32
  33

不幸的是，我得到了：

4
root
    Tree.Node
    Tree.Node
    Tree.Node

这是我第一次在 C# 中进行递归，所以也许我缺少一些简单的东西。如果是这种情况，我宁愿解释问题，也不愿在代码中给出解决方案。谢谢。

Answer 1

快速修复：

public void Add(params Node[] objects)
{
    foreach (Node obj in objects)
    {
        children.AddLast(obj);
    }
}

如果您的 Add 方法应该添加子节点，那么首先您应该为 objects 参数使用相应的类型。其次，您应该删除对Node 的额外对象转换，因为您已经传递了Node 类型参数。

Answer 2

问题在于您的 Add() 方法。目前它被实现为接收对象并使用这些对象添加节点。但是您正在使用它来添加子节点。您需要两种不同的方法：

public void AddObjects(params object[] objects)
{
    foreach (object obj in objects)
    {
        children.AddLast(new Node(obj));
    }
}

public void AddChildNodes(params Node[] nodes)
{
    foreach (Node node in nodes)
    {
        children.AddLast(node);
    }
}

然后在设置树结构的地方，使用 AddChildNodes() 而不是 Add()

这就是设置代码的外观：

Node core = new Node("root");

Node o1 = new Node("1");
Node o2 = new Node("2");
Node o3 = new Node("3");

o1.AddObjects("11", "12", "13");
o2.AddObjects("21", "22", "23");
o3.AddObjects("31", "32", "33");
core.AddChildNodes(o1, o2, o3);

Console.WriteLine(core.Count());
core.Print(0);

Answer 3

public Node(object data)
{
    this.data = data;
    children = new LinkedList<Node>();
}

在这里，当您执行Add(new Node("11")) 之类的操作时，您正在将此节点的data 初始化为Node 类型的对象。本质上，您构建的节点现在包含另一个节点作为数据，而不是您最初想要的“11”。

不要将object 用于任何事情，没有理由将其作为您学习 C# 的一部分，而且它只会像您在此处发现的那样对您不利。对类型使用泛型或标记联合来获取可以包含不同类型数据的节点。

了解泛型，然后重新审视你的树实现，这是我的建议。

Answer 4

除了现有答案之外，不要将字符串与+= 连接：

s += data;

使用

s = String.Concat(s, data.ToString()); 

相反。

data 是否真的需要是 object 类型的？在不了解您的整个系统的情况下，这只是一个猜测，但拥有一个通用的 Nodeclass 可能是可行的，例如：

class Node<T> 
{
  public T data;
  ...
  public void AddChild(Node<T> childNode) ...
  public void AddChilds(IEnumerable<Node<T>> childNode) ...
}


Node<String> root = new Node<String>("root");
root.AddChild(new Node<String>("FirstBelowRoot");

Answer 5

这不是对您问题的直接回答，只是对如何构建您的课程的更多建议。

试试这个：

public class Node<T> : LinkedList<Node<T>>
{
    public T Data { get; set; }

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

就是这样。好吧，至少你的核心代码就是这样。您需要这组扩展方法来使用它：

public static class NodeEx
{
    public static void Add<T>(this Node<T> tree, Node<T> child)
    {
        tree.AddLast(child);
    }

    public static int Count<T>(this Node<T> tree)
    {
        int count = 1;
        foreach (Node<T> n in tree)
        {
            count += n.Count();
        }
        return count;
    }

    public static void Print<T>(this Node<T> tree, int depth)
    {
        Console.WriteLine(new string('\t', depth) + tree.Data);
        foreach (Node<T> n in tree)
        {
            n.Print(depth + 1);
        }
    }
}

现在使用void Add<T>(this Node<T> tree, Node<T> child) 扩展方法，您可以编写以下代码：

Node<string> core = new Node<string>("root")
{
    new Node<string>("1")
    {
        new Node<string>("11"),
        new Node<string>("12"),
        new Node<string>("13")
    },
    new Node<string>("2")
    {
        new Node<string>("21"),
        new Node<string>("22"),
        new Node<string>("23")
    },
    new Node<string>("3")
    {
        new Node<string>("31"),
        new Node<string>("32"),
        new Node<string>("33")
    },
};

int Count<T>(this Node<T> tree) 和 void Print<T>(this Node<T> tree, int depth) 按预期工作。这段代码：

Console.WriteLine(core.Count());
core.Print(0);

...产生：

13
root
  1
    11
    12
    13
  2
    21
    22
    23
  3
    31
    32
33

现在，最大的优势是所有可用于LinkedList<T> 对象的常规方法都适用于Node<T>。