使用智能指针进行C ++二叉搜索树

Question

我用c ++实现了二叉搜索树。 我没有使用裸指针指向节点子节点，而是使用了std::shared_ptr 。 树的节点如下实现

struct treeNode;
typedef std::shared_ptr<treeNode> pTreeNode;

struct treeNode {
    T key;
    pTreeNode left;
    pTreeNode right;
    treeNode(T key) : key(key), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

从BST中删除节点时，其中一种情况是节点只有一个子节点。 该子节点简单地替换该节点，如下所示：

             |        remove node                  
            node      --------->     |
               \                    right 
              right                

在类似的Java实现中，这可以编码为：

node = node.getRight();

在我的C ++实现中，它是：

node = node->right;

其中node是pTreeNode类型。

在pTreeNode （ std::shared_ptr<TreeNode> ）上调用=运算符时，将调用node的析构函数。 指向底层TreeNode的共享指针的数量为1，因此TreeNode被销毁以释放其内存。 当调用TreeNode （默认）析构函数时，会销毁其每个成员。 这肯定会导致pTreeNode right成员被破坏。 问题是node->right是分配给node 。 在测试我的BST时，它似乎工作正常，没有错误/内存泄漏。

• 我在做什么不安全？
• 如果它不安全，我该怎么做才能解决这个问题？

我认为可能有用的“黑客”是制作另一个指针以增加其引用计数。 这是一个适当的解决方案吗？

//increase reference to node->right by 1 so it doesn't get destroyed
pTreeNode temp(node->right);
node = node->right;

Answer 1

你显然是假设，在

node = right;

shared_ptr的赋值运算符可以在从right读取之前（或在增加right使用的引用计数之前）减少节点的计数。 但是，根据cppreference，使用

template<typename T>
template<typename U>
std::shared_ptr<T> &std::shared_ptr<T>::operator =(const std::shared_ptr<U> &);

如

node = right; // std::shared_ptr<treeNode>

相当于

std::shared_ptr<treeNode>(right).swap(node);

这是安全的，因为在销毁旧的node值之前复制了right 。 顺便说一句，我自己实现了一个共享指针，我看到它“清理”旧值是我在operator =做的最后一件事operator =正是为了避免这些问题。

Answer 2

• 我在做什么不安全？

不，我能看到它是安全的。 left或right节点实例将保持活动状态，直到它们的引用计数降至零。

• 如果它不安全，我该怎么做才能解决这个问题？

您应该注意的唯一相关事项是不要将任何节点shared_ptr为shared_ptr在树实现之外。 这些应该是std::weak_ptr或原始指针。