C++ 二叉搜索树和指针

Question

你能告诉我为什么调用binaryTree.Exists(5);方法binaryTree.Exists(5); 说“二叉树中不存在 5”？ 调试时，就像尝试访问已插入 5 的节点不再存在一样。 我不明白为什么。 谢谢你！！！

#include <iostream>

using namespace std;


class Node
{
    private:
        int _value;
        Node* left;
        Node* right;

    public:
        Node(int value):_value(value), left(NULL), right(NULL)
        {
        }
        Node* returnLeftChild()
        {
            return left;
        }
        Node* returnRightChild()
        {
            return right;
        }
        void setLeftChild(Node* l)
        {
            left=l;
        }
        void setRightChild(Node* r)
        {
            right=r;
        }
        int getValue()
        {
            return _value;
        }
};

class BinaryTree
{
    private:
        Node parent;
        void AddToOneTree(Node* parent, int value)
        {
            if (value==parent->getValue())
            {
                return;
            }
            if (value>parent->getValue())
            {
                if (parent->returnRightChild()==NULL)
                {
                    Node newNode(value);
                    parent->setRightChild(&newNode);
                    return;
                }
                else
                {
                    AddToOneTree(parent->returnRightChild(), value);
                }
            }
            if (value<parent->getValue())
            {
                if (parent->returnLeftChild()==NULL)
                {
                    Node newNode(value);
                    parent->setLeftChild(&newNode);
                    return;
                }
                else
                {
                    AddToOneTree(parent->returnLeftChild(), value);
                }
            }           
        }

        void LookForValue(Node* parent, int value, bool found)
        {
            if (value>parent->getValue())
            {
                if (parent->returnRightChild()!=NULL)
                {
                    if (parent->returnRightChild()->getValue()==value)
                    {
                        found= true;
                        goto HERE;
                    }
                    else
                    {
                        LookForValue(parent->returnRightChild(), value, found);
                    }
                }
            }
            else if (value<parent->getValue())
            {
                if (parent->returnLeftChild()!=NULL)
                {
                    if (parent->returnLeftChild()->getValue()==value)
                    {
                        found= true;
                        goto HERE;
                    }
                    else
                    {
                        LookForValue(parent->returnLeftChild(), value, found);
                    }
                }
            }
            HERE:;
        }

    public:
        BinaryTree(int parentValue):parent(parentValue)
        {   
        }

        void Add(int value)
        {
            AddToOneTree(&parent, value);
        }

        void Exists(int value)
        {
            bool found = false;
            if (parent.getValue()==value)
            {
                cout << value << " exists in the Binary Tree." << endl;
            }
            else{
                LookForValue(&parent, value, found);
                if (found)
                {
                    cout << value << " exists in the Binary Tree." << endl;
                }else
                {
                    cout << value << " doesn't exist in the Binary Tree." << endl;
                }
            }
        }

};

int main()
{
    BinaryTree binaryTree(9);
    binaryTree.Add(5);
    binaryTree.Add(5);

    binaryTree.Exists(9);
    binaryTree.Exists(5);
}

Answer 1

至少函数AddToOneTree是错误的，是程序未定义行为的原因

例如在这个代码块中

if (parent->returnRightChild()==NULL)
{
    Node newNode(value);
    parent->setRightChild(&newNode);
    return;
}

您创建一个局部变量newNode并将其地址分配给右孩子的指针。 然而，由于变量是局部的，它在控件离开代码块后被销毁，树中相应的指针将无效。

您需要动态分配节点并将它们添加到树中。

更好的设计是，当类BinaryTree包含ponter树的头部。 像这样声明数据成员父级

class BinaryTree
{
    private:
        Node *parent;
             ^^^^^^^^
    //...

并相应地重写该类。:)

Answer 2

您应该替换此字符串：

void LookForValue(Node* parent, int value, bool found)

对此：

void LookForValue(Node* parent, int value, bool &found)

或者只是在LookForValue函数中将返回值设置为bool并编写如下内容：

found = LookForValue(&parent, value, found);

Answer 3

您的代码中有几个问题。

第一个是LookForValue函数永远不会返回找到的布尔值。 您可以将 bool found 更改为 bool & found 以便您不必返回任何内容，或者将LookForValue的返回类型LookForValue为bool在这种情况下，您需要将代码更改为如下所示：

bool LookForValue(Node* parent, int value, bool found)
{
            if (value>parent->getValue())
            {
                if (parent->returnRightChild()!=NULL)
                {
                    if (parent->returnRightChild()->getValue()==value)
                    {
                        return true ;
                    }
                    else
                    {
                        LookForValue(parent->returnRightChild(), value, found);
                    }
                }
            }
            else if (value<parent->getValue())
            {
                if (parent->returnLeftChild()!=NULL)
                {
                    if (parent->returnLeftChild()->getValue()==value)
                    {
                        return true ;
                    }
                    else
                    {
                        LookForValue(parent->returnLeftChild(), value, found);
                    }
                }
            }
}

如果您更改返回类型，请考虑在您的Exists函数中更改else之后的一行：

found = LookForValue(&parent, value, found);

我还没有测试代码，所以可能还有其他问题。

下次遇到这样的问题时，我建议尝试使用 gdb，因为它可能有助于检测您的代码真正在做什么，以便您可以找出可能出错的地方。 例如，在这里，您可以看到，仅通过逐步“打印”您的found变量的值，您的Exists函数中的 found 从未设置为 true 。

另外，我认为您设计课程的方式并不是很好。 Parent 应该是一个指针，指向树的根。 我建议您完全重新设计您的代码。 你可以在网上找到一些很好的实现，你可以将它们作为你的代码。

最后 goto 绝对是一个坏主意......我也会摆脱它。

Answer 4

void LookForValue(Node* parent, int value, bool found)

您正在通过值found 。 这意味着该值将被复制。 当您在LookForValue方法内部更改found ，您只是在更改此副本。

void LookForValue(Node* parent, int value, bool& found)

这将通过引用传递 found，因此如果您在LookForValue更改它， Exists方法中的原始值也将更改。

你也可以像这样返回一个 bool 值：

bool LookForValue(Node* parent, int value, bool &found)

然后只写return true; 代替

found= true;
goto HERE;

这样你也可以摆脱 goto。

Answer 5

谢谢大家。 我已经更改了通过引用找到的传递并使用“new”为新点头分配了内存。现在可以使用了！！

#include <iostream>

using namespace std;


class Node
{
    private:
        int _value;
        Node* left;
        Node* right;

    public:
        Node(int value):_value(value), left(NULL), right(NULL)
        {
        }
        Node* returnLeftChild()
        {
            return left;
        }
        Node* returnRightChild()
        {
            return right;
        }
        void setLeftChild(Node* l)
        {
            left=l;
        }
        void setRightChild(Node* r)
        {
            right=r;
        }
        int getValue()
        {
            return _value;
        }
};

class BinaryTree
{
    private:
        Node parent;
        void AddToOneTree(Node* parent, int value)
        {
            if (value==parent->getValue())
            {
                return;
            }
            if (value>parent->getValue())
            {
                if (parent->returnRightChild()==NULL)
                {
                    Node* newNode=new Node(value);
                    parent->setRightChild(newNode);
                    return;
                }
                else
                {
                    AddToOneTree(parent->returnRightChild(), value);
                }
            }
            if (value<parent->getValue())
            {
                if (parent->returnLeftChild()==NULL)
                {
                    Node* newNode=new Node(value);
                    parent->setLeftChild(newNode);
                    return;
                }
                else
                {
                    AddToOneTree(parent->returnLeftChild(), value);
                }
            }           
        }


        void LookForValue(Node* parent, int value, bool &found)
        {
            if (value>parent->getValue())
            {
                if (parent->returnRightChild()!=NULL)
                {
                    if (parent->returnRightChild()->getValue()==value)
                    {
                        found= true;
                        goto HERE;
                    }
                    else
                    {
                        LookForValue(parent->returnRightChild(), value, found);
                    }
                }
            }
            else if (value<parent->getValue())
            {
                if (parent->returnLeftChild()!=NULL)
                {
                    if (parent->returnLeftChild()->getValue()==value)
                    {
                        found= true;
                        goto HERE;
                    }
                    else
                    {
                        LookForValue(parent->returnLeftChild(), value, found);
                    }
                }
            }
            HERE:;
        }

    public:
        BinaryTree(int parentValue):parent(parentValue)
        {   
        }

        void Add(int value)
        {
            AddToOneTree(&parent, value);
        }

            void Exists(int value)
        {
            bool found = false;
            if (parent.getValue()==value)
            {
                cout << value << " exists in the Binary Tree." << endl;
            }
            else{
                LookForValue(&parent, value, found);
                if (found)
                {
                    cout << value << " exists in the Binary Tree." << endl;
                }else
                {
                    cout << value << " doesn't exist in the Binary Tree." << endl;
                }
            }
        }

};

int main()
{
    BinaryTree binaryTree(9);
    binaryTree.Add(5);
    binaryTree.Add(6);
    binaryTree.Add(1);
    binaryTree.Add(15);
    binaryTree.Add(13);
    binaryTree.Add(2);
    binaryTree.Add(2);
    binaryTree.Add(0);
    binaryTree.Add(4);

    binaryTree.Exists(9);
    binaryTree.Exists(5);
    binaryTree.Exists(6);
    binaryTree.Exists(1);
    binaryTree.Exists(15);
    binaryTree.Exists(13);
    binaryTree.Exists(2);
    binaryTree.Exists(2);
    binaryTree.Exists(0);
    binaryTree.Exists(4);
    binaryTree.Exists(11);

    binaryTree.Exists(412);

    binaryTree.Exists(40);


}