C二进制搜索树删除实现

Question

我正在尝试为C中的二进制搜索树实现删除功能，但是我遇到了问题。

我对树和节点有以下结构

typedef struct {
    double value;

    struct Node *parent;
    struct Node *right_child;
    struct Node *left_child;
} Node;

typedef struct {
    struct Node *root;
} Tree;

我也有顺序遍历功能

void inOrderTraversalNode(Node *n) {

    if (n != NULL) {

        inOrderTraversalNode(n->left_child);
        printf("%f\n", n->value);
        inOrderTraversalNode(n->right_child);
    }
}

子树最小功能

Node * minimum(Node *n) {

    while (n->left_child != NULL) {
        n = n->left_child;
    }

    return n;
}

和移植功能

void transplant(Tree *t, Node *u, Node *v) {

    Node *p = u->parent;

    //replace u's parent's child pointer to v
    if (p == NULL) {
        t->root = v;
    } else if (u == p->left_child) {
        p->left_child = v;
    } else {
        p->right_child = v;
    }

    //set v's parent pointer to u's parent
    if (v != NULL) {
        v->parent = p;
    }
}

最后我有删除功能

void delete(Tree *t, Node *z) {

    //if node z has no left subtree, replace z with right subtree and vice-versa.
    if (z->left_child == NULL) {
        transplant(t, z, z->right_child);

    } else if (z->right_child == NULL) {
        transplant(t, z, z->left_child);
    } else {
        Node *y = minimum(z->right_child);

        if (y->parent != z) {
            transplant(t, y, y->right_child);

            Node *y_right_child = y->right_child;

            y_right_child = z->right_child;
            y_right_child->parent = y;
        }
        transplant(t, z, y);

        Node *y_left_child = y->left_child;

        y_left_child = z->left_child;
        y_left_child->parent = y;
    }

}

但是当我在main中运行以下代码时

int main(void) {

        Node n1;
        Node n2;
        Node n3;
        Node n4;
        Node n5;
        Node n6;
        Node n7;
        Node n8;

        n1.value = 4;
        n1.parent = NULL;
        n1.left_child = &n2;
        n1.right_child = &n5;

        n2.value = 2;
        n2.parent = &n1;
        n2.left_child = &n3;
        n2.right_child = &n4;

        n3.value = 1;
        n3.parent = &n2;
        n3.left_child = NULL;
        n3.right_child = NULL;

        n4.value = 3;
        n4.parent = &n2;
        n4.left_child = NULL;
        n4.right_child = NULL;

        n5.value = 6;
        n5.parent = &n1;
        n5.left_child = &n6;
        n5.right_child = &n7;

        n6.value = 5;
        n6.parent = &n5;
        n6.left_child = NULL;
        n6.right_child = NULL;

        n7.value = 7;
        n7.parent = &n5;
        n7.left_child = NULL;
        n7.right_child = NULL;


        Tree t;

        t.root = &n1;

        printf("In order traversal\n");
        inOrderTraversalNode(t.root);

        printf("Delete node\n");
        delete(&t,&n1);
        inOrderTraversalNode(t.root);


        return EXIT_SUCCESS;
    }

它为第一个遍历返回1,2,3,4,5,6,7 。 但是在删除n5之后，第二次遍历返回1,2,3,4,7 ，这是不正确的，因为它错过了包含5的n6节点。 我不明白为什么会这样。 我在delete函数中插入了一些打印语句，并且n7节点将n6节点添加为它的左子节点，但是由于某种原因，遍历期间未打印该节点。

Answer 1

这段代码引起了我的注意：

        Node *y_right_child = y->right_child;

        y_right_child = z->right_child;
        y_right_child->parent = y;

您为变量y_right_child分配了一个值，然后立即将其替换为其他值。 看来，您打算做的是将节点z的右子节点转移到节点y 。 那是这样的：

        y->right_child = z->right_child;
        y->right_child->parent = y;

此时，您无需记住或修改y的原始正确子元素，因为这已经通过函数transplant()处理了。

其他子转移代码也存在类似问题：

    Node *y_left_child = y->left_child;

    y_left_child = z->left_child;
    y_left_child->parent = y;

再次，您为变量分配一个值，然后立即将其替换。 您似乎真正想要的是：

    y->left_child = z->left_child;
    y->left_child->parent = y;

注意，由于节点y是从其子树的最小值开始的，因此可以确定y->left_child最初为NULL。

Answer 2

就您的代码而言，没有在任何地方声明或定义struct Node类型。 代码顶部的typedef不能完成此任务； 它定义了另一个称为Node类型。 请参见typedef struct与struct定义 。 这应该在编译中引起大量警告。 不要忽略他们！

这似乎也是造成实际错误的间接原因。 在delete您有代码

        Node *y_right_child = y->right_child;

        y_right_child = z->right_child;
        y_right_child->parent = y;

这显然不是正确的事情。 您想更改y的右子指针。 但是当您写出您真正想要的东西时：

        y->right_child = z->right_child;
        y->right_child->parent = y;

由于y->right_child是未定义类型struct Node * ，因此无法取消引用。 您没有正确地解决此问题，而是引入了局部变量y_right_child ，该变量至少使代码可以编译。 但是，如果不起作用，那么编译的代码有什么用呢？ 分配给y_right_child只会更改局部变量的值； 它不会更改指针y->right_child本身的值。

将第一行更改为typedef struct Node {会导致将struct Node定义为所需的类型（而typedef Node定义为相同的类型）。 然后将y_right_child更改为y->right_child并完全删除变量y_right_child ，并对y->left_child进行相同y->left_child ，删除将按预期进行。