C++中使用引用的二叉树答案

【问题标题】：Binary trees in C++ using referencesC++中使用引用的二叉树
【发布时间】：2010-10-01 22:13:29
【问题描述】：

我希望使用引用而不是使用指针来实现二叉树（这通常是您在互联网上的每本书和每个网站中都可以找到的）。我尝试了以下代码：

class tree_node {
private:
    tree_node& left;
    tree_node& right;
    data_type data;
public:
    void set_left(tree_node&);
    // ... other functions here
};

void tree_node::set_left(tree_node& new_left) {
    this.left = new_left;
}

我收到以下错误：错误 C2582: 'operator =' 函数在 'tree_node' 中不可用。

我知道我可以使用指针轻松实现它，但我想保持我的解决方案优雅且没有指针。你能告诉我哪里出错了吗？

【问题讨论】：

谁说“优雅”的意思是“没有指针”？如果它可以用指针轻松完成，为什么要避免它们？
不。我认为使用引用会更好看。无论如何，我一直愚蠢地忽略了在初始化后无法修改引用的事实。非常感谢您的及时回复。 :)

标签： c++ reference tree binary-tree

【解决方案1】：

您不能更改引用所指的对象¹;一旦你初始化一个引用，它总是引用它被初始化的对象。

你应该使用指针。为此使用指针没有任何问题（使用指针也很干净，因为父节点拥有它们的子节点，因此清理和销毁很容易！）

^{(1) 好吧，你可以显式调用对象的析构函数，然后在赋值运算符实现中使用placement new，但这只是一团糟！}

【讨论】：

使用 shared_ptr 之类的东西可以让实现更加简洁！
@monoceres：嗯，shared_ptr 可能不合适，因为它是一个树（意味着一个节点应该有一个所有者——它的父节点）。但是scoped_ptr 会是一个不错的选择。
再好老的std::auto_ptr... 不完美，不代表没用——只要你意识到其中的陷阱，那就是:)跨度>

【解决方案2】：

您不能分配给参考文献。您尝试做的事情无法完成......没有大量的弯曲......（你基本上会破坏一个节点并在每次想要修改它时创建一个新节点。）

所有其他人都使用指针是有充分理由的。

【讨论】：

【解决方案3】：

引用不仅仅是语法较短的指针。它们是它们所指的实际对象的另一个名称，即使用作赋值的 lhs 也是如此。

int i = 3;
int j = 4;
int &ref = i;
ref = j;
std::cout << i << "\n"; // prints 4: i itself has been modified, 
                        // because semantically ref *is* i

也就是说，ref = j 与i = j 具有相同的效果，或者与*ptr = j 相同的效果，如果您先完成了int *ptr = &i;。这意味着，“将对象j 的内容复制到ref 所指的任何对象中”。

对于ref 的整个生命周期，它将始终引用i。它不能引用任何其他 int，也就是说它不能“重新就位”。

引用数据成员也是如此，只是它们的生命周期与自动变量不同。

所以，当您编写 this.left = new_left 时， 的意思 是，“将对象 new_left 的内容复制到 this.left 所指的任何对象中”。哪个 (a) 不是您的意思，因为您希望重新安排 this.left，并且 (b) 即使这是您的意思，也是不可能的，因为 this.left 有参考成员，这些成员本身不能重新就位.

是 (b) 导致您看到的编译器错误，尽管 (a) 是您应该为此使用指针的原因。

【讨论】：

【解决方案4】：

C++ 中的引用与其他语言中的引用不同。一旦设置了引用，在构建时，它就不能更改为其他任何内容。

【讨论】：

【解决方案5】：

我的建议是使用 boost 的 shared_ptr 类而不是引用。这将使您不必担心管理指针的释放。你可能也对Boost's graph library感兴趣。

【讨论】：