增加二叉树的正确方法

Question

这是我创建的类

#include <memory>

template <typename T> 
class binary_tree {

private:
    T t_data;
    std::unique_ptr<binary_tree<T>> t_left, t_right;
    
    class binary_tree_iterator {                  // -----------------------
    private:
        T data;
    public:                                       
        binary_tree_iterator(T d) : data(d) {}    //     Iterator class
        T& operator*() {return data;}
        binary_tree_iterator& operator++() {} // <--------- ??????
    };                                            
                                                  // ------------------------
public:
    binary_tree(T d) : t_data(d), t_left(nullptr), t_right(nullptr)
    {}
    
    void insert(T data) {
        if(data <= t_data) {
            if(t_left == nullptr) {
                t_left = std::unique_ptr<binary_tree<T>>(new binary_tree<T>(data));
            } else {
                t_left->insert(data);
            }          
        } else {
            if(t_right == nullptr)
                t_right = std::unique_ptr<binary_tree<T>>(new binary_tree<T>(data));
            else
                t_right->insert(data);
        }
    }
    
    const T data() const {
        return t_data;
    }
    
    const std::unique_ptr<binary_tree<T>>& left() const {
        return t_left;
    }
    
    const std::unique_ptr<binary_tree<T>>& right() const {
        return t_right;
    }
    
    binary_tree_iterator begin() {      
        if(t_left == nullptr) {
            return binary_tree_iterator(t_data);
        } else {
            return t_left->begin();
        }
    }
    
    binary_tree_iterator end() {
        if(t_right == nullptr) {
            return binary_tree_iterator(t_data);
        } else {
            return t_right->end();
        }
    }
};

我已经在我的容器类中声明了我的迭代器类。这可能是一个错误，但无论哪种方式，我都不确定如何定义我的重载增量函数。一旦我找到了 begin() 我就迷路了。似乎 unique_ptr() 是为单向指向而设计的。假设我必须以这种方式使用 unique_ptr，这里有一些工作吗？我曾考虑为 binary_tree 的每个实例提供一个头成员，该成员指向它的来源，但每个节点只能从其上方的节点访问。我做了某种索引，但这似乎完全违背了这种容器类型的目的。我正在解决练习，所以我只能使用 unique_ptr。

Answer 1

您将迭代器定义为在树中包含 data 值。

这不是迭代器的全部意义所在。迭代器不包含它们所引用的值，而是对它的引用（在这个词的一般含义中，而不是 C++ 术语中），通常是一个指针。

当然你不知道如何处理++。对于您的迭代器，很自然地期望 ++ 运算符将迭代器推进到树中的下一个节点，但是由于迭代器不包含指向任何东西的指针，所以您没有什么可推进的，并遇到精神障碍。

您需要重新设计您的迭代器，使其包含指向您的binary_tree 的指针；它的* 重载取消引用； ++ 前进到二叉树中的下一个元素，然后它可以使用它的指针来执行此操作。

此时你会遇到另一个心理障碍。遍历整个二叉树有时需要备份到树中的父节点。毕竟，在递归到二叉树的left 部分之后，在某个时候，在遍历二叉树之后，您将需要以某种方式以某种方式结束二叉树的right 部分。但是，按照设计，您的 binary_tree 无法导航到任何节点的父节点。这是您需要以某种方式解决的另一个设计缺陷。

我想，有可能在迭代器本身中实现整个回溯，让迭代器记录它访问的每个节点，以便在需要时备份到它。但是迭代器应该是轻量级的对象，它们本身只是一个指针，而不是实现复杂操作的成熟数据结构。

总之，您需要解决二叉树设计中的几个漏洞，然后才能为其实现有效的迭代器。