C++ 中的可变与不可变二叉树遍历

Question

我来自 Python 和 Haskell 背景，所以当我必须编写一个函数来计算二叉树中电影的数量时，我是这样做的：

int MovieTree::countMovieNodes(MovieNode* parent)
{
  if (parent)
    return countMovieNodes(parent->left) + countMovieNodes(parent->right) + 1;
  else
    return 0;
}

int MovieTree::countMovieNodes()
{ countMovieNodes(root); }

但是，使用类中提供的头文件，我不得不这样做：

void MovieTree::countMovieNodes(MovieNode* parent, int* c)
{
  (*c)++;
  if (parent->left)
    countMovieNodes(parent->left, c);
  if (parent->right)
    countMovieNodes(parent->right, c);
}

int MovieTree::countMovieNodes()
{
  if (!root) return 0;
  int c=0; countMovieNodes(root, &c); return c;
}

我非常了解前者相对于后者的优势； 后者相对于前者的优势是什么？ 它与堆栈内存使用有关，对吗？

Answer 1

我没有看到第二个解决方案比第一个解决方案有任何优势。 事实上，我认为第一个更糟糕。 第一个更简洁，检查空指针的代码行更少。

但是，您的问题的标题具有误导性。 第二个也是递归的。 它不是迭代的。

Answer 2

后一种方式在 C++ 风格中做得不好的一件事是，它仍然为了按引用调用的效果而传递指针，为此在 C++ 中我们确实有引用，这使代码更清晰，更不容易出错：

void MovieTree::countMovieNodes(MovieNode* parent, int& count)
{
  ++count;
  ....
}

回到递归的风格，后一种情况使用的风格，由于尾调用优化，可以有更好的性能。

简而言之，TCO 避免调用堆栈随着递归调用的每一级而不断增加。

在前一种形式中，我们需要为每个递归调用级别保留堆栈，以便我们可以获得结果并进行进一步计算（在您的情况下，计算两个子树中的计数总和）。

对于后一种情况，编译器知道它不需要为countMovieNodes的第二次调用保留堆栈（因为没有进一步的计算），以便它可以重用当前堆栈来进行递归调用（仅用于第二次调用，如果我的理解是对的）。

然而，在这种特定情况下，好处可能不会那么大，因为对于后一种情况， countMovieNodes第一次调用无法从 TCO 中受益。 不过还是有优势的。