【问题标题】:Problem with general tree implementation in C++C++中通用树实现的问题
【发布时间】:2021-06-08 08:37:01
【问题描述】:

我必须为我的一个班级用 C++ 实现一个通用树,但遇到了一个我不明白的问题。

我有两个班级,EmployeeNodeEmpoyeeTreeEmployeeNode 包含工作所需的数据元素:一个字符串name、一个EmployeeNode 父级和一个List<EmployeeNode> 子级,这是我之前实现的链表,据说可以与任何模板对象一起使用。

这是我目前的代码:

class EmployeeTree;

class EmployeeNode {
public:
    EmployeeNode(std::string name, EmployeeNode* parent, List<EmployeeNode>* child);
    ~EmployeeNode();
    
    void setChild(EmployeeNode newEmployee) {child->insert(newEmployee);}
    List<EmployeeNode>* getChild() {return(child);}
    bool hasChild() {return (child != 0);}
    
    std::string getName() {return name;}
    
private:
    std::string name;
    EmployeeNode *parent;
    List<EmployeeNode> *child;
};

EmployeeNode::EmployeeNode(std::string employeeName, EmployeeNode* employeeParent, List<EmployeeNode>* employeeChildren)
:name(employeeName), parent(employeeParent), child(employeeChildren)
{
    employeeChildren = new List<EmployeeNode>;
}

EmployeeNode::~EmployeeNode() {}

class EmployeeTree {
public:
    EmployeeTree();
    ~EmployeeTree();
    
    void hireEmployee(EmployeeNode *newEmployee);
    void hireEmployee(EmployeeNode* boss, std::string newEmployee);
    
    EmployeeNode find(std::string employee);
    
    void print(EmployeeTree Tree);
    
private:
    int level, age;
    EmployeeNode *root;
};

EmployeeTree::EmployeeTree()
:root(0)
{}

EmployeeTree::~EmployeeTree()
{}

void EmployeeTree::hireEmployee(EmployeeNode *newEmployee)
{
    root = newEmployee;
}

void EmployeeTree::hireEmployee(EmployeeNode* boss, std::string newEmployee)
{
    EmployeeNode* newChild;
    
    if (!boss->hasChild()){
        newChild = new EmployeeNode(newEmployee, boss, 0);
        boss->setChild(*newChild);
    }
    
    else {
        newChild = new EmployeeNode(newEmployee, boss, boss->getChild());
        boss->setChild(*newChild);
    }
}

EmployeeNode EmployeeTree::find(std::string employee) {
    if(root->getName() == employee)
        return *root;
    
    else if (root->getChild()) {
        
        List<EmployeeNode> *children = root->getChild();
        children->gotoBeginning();
        
        for(children->getCursor(); children->getCursor().getName() == employee ;children->gotoNext())
            *root = children->getCursor();
        
        return(*root);
        }
    else {std::cout << "Boss not found in employee tree." << std::endl;}
    
    return(*root);
}

目前,我只是在尝试一些基本命令来测试我的工作。我首先使用hireEmployee(EmployeeNode *newEmployee) 创建根EmployeeNode,然后尝试使用hireEmployee(EmployeeNode *boss, std::string newEmployee) 向其中添加一个孩子,但我收到一个错误消息,告诉我我尝试将孩子添加到一个不存在的孩子列表中。我检查了,但我不明白我的错误在哪里或是什么。

在用断点调试的时候,发现每次创建后,List&lt;EmployeeNode&gt;就自动销毁了。 我认为我在没有完全理解指针的情况下玩了太多,但现在我坚持这样做了。

【问题讨论】:

  • boss-&gt;setChild(*newChild) 可能不会做你想做的事。
  • 谢谢,我要去看看这个!
  • employeeChildren = new List&lt;EmployeeNode&gt;; 的预期用途是什么?目前它只是覆盖函数参数,而不是成员变量,所以它做的唯一有意义的事情就是泄漏内存。

标签: c++ data-structures tree member-function-pointers


【解决方案1】:

EmployeeNode存在一些结构性问题。

  1. List&lt;EmployeeNode&gt; *child; 不应该是List&lt;EmployeeNode *&gt; child; 代表每个EmployeeNode 都有一个名为child 的成员来记住指向其子节点的指针列表吗?
  2. 在构造函数中
:name(employeeName), parent(employeeParent), child(employeeChildren)
{
    employeeChildren = new List<EmployeeNode>;
}

child 会首先在参数中被employeeChildren 初始化,然后employeeChildren 会被设置为一个新的列表并且对child 没有影响 还有,为什么构造函数需要导入别人的孩子?


为了完整起见,我还提供了我的实现供您参考。 如果我使用了你还没有学过的东西,请不要不知所措。

#include <iostream>
#include <list>
#include <memory>

template<typename T>
using List = std::list<T>;
class EmployeeNode;
using EmployeeNodePtr = std::unique_ptr<EmployeeNode>;

class EmployeeNode
{
public:
    EmployeeNode(std::string name, EmployeeNode* parent): name{name}, parent{parent} {}
    void setChild(EmployeeNodePtr &child) { children.push_back(std::move(child)); }

    auto findChildByName(std::string queryname) -> EmployeeNode*
    {
        for (EmployeeNodePtr& child : children)
            if (child->name == queryname)
                return child.get();

        for (EmployeeNodePtr& child : children)
        {
            EmployeeNode* n = child->findChildByName(queryname);
            if (n != nullptr)
                return n;
        }

        return nullptr;
    }
    auto getName() -> std::string { return name; }
    void print()
    {
        std::cout << name << "\n";
        for (EmployeeNodePtr& child : children)
            child->print();
    }

private:
    std::string name;
    EmployeeNode *parent; // reference to parent, no ownership
    List<EmployeeNodePtr> children;
};

class EmployeeTree
{
public:
    void changeCEO(EmployeeNodePtr newCEO) { root.swap(newCEO); }
    void hireEmployee(EmployeeNode* boss, std::string newEmployee)
    {
        EmployeeNodePtr newChild = std::make_unique<EmployeeNode>(newEmployee, boss);
        boss->setChild(newChild);
    }

    auto find(std::string employee) -> EmployeeNode*
    {
        if (root->getName() == employee)
            return root.get();
        return root->findChildByName(employee);
    }

    void print() { root->print(); }
private:
    EmployeeNodePtr root;
};

int main()
{
    EmployeeNodePtr ceo = std::make_unique<EmployeeNode>("GreatCEO", nullptr);
    EmployeeTree company;
    company.changeCEO(std::move(ceo));

    EmployeeNode* boss = company.find("GreatCEO");
    company.hireEmployee(boss, "RightHand");
    company.hireEmployee(boss, "LeftHand");
    company.hireEmployee(boss, "RightFoot");
    company.hireEmployee(boss, "LeftFoot");

    EmployeeNode* hand = company.find("RightHand");
    company.hireEmployee(hand, "Finger1");

    EmployeeNode* feet = company.find("LeftFoot");
    company.hireEmployee(feet, "Toe");

    company.print();
}

【讨论】:

  • 哦,我明白了...感谢您的帮助! List 应该是指向employeeNode 对象的指针列表,而不是指向员工链接列表的指针。另外,employeeChildren 在初始化时会被覆盖,所以我要解决这个问题,但是导入其他人的孩子是什么意思?非常感谢您的帮助,这意味着很多!
  • 我的意思是,在您的原始代码EmployeeNode(std::string name, EmployeeNode* parent, List&lt;EmployeeNode&gt;* child); 中,我不知道child 参数的用途。是不是意味着“在构造一个新的EmployeeNode时,调用者需要指定它有哪些子节点?”。
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