如何使用 Rust 在树结构中为单个节点提供多个引用

Question

尝试使用以下结构在 rust 中创建树：

pub struct Node{
    pub children: Vec<Box<Node>>,
    pub parent: Option<Box<Node>>,
    pub value: f32,
    //.....
}

要构建一个新节点，请使用以下 function：

pub fn build_node(parent: Option<Box<Node>>)-> Node{
    Node{
        children: vec![],
        parent,
        value: 0.0,

    }
}

尝试添加节点时，例如：

let mut root_nd = tree::build_node(None, 5, state);
let mut next_nd = tree::build_node(Some(Box::new(root_nd)), 2);
root_nd.children.push(Box::new(next_nd));

会有错误，因为我正在借用例如root_nd然后尝试将next_nd添加到root.children列表中，即使没有这个错误，我仍然需要在将next_nd添加到root_nd的孩子之后有一个参考. 我知道在 rust 中，同一元素不可能同时有多个可变引用。 所以问题是如何在 rust 中创建具有双向引用的树状数据结构？ 在我看来，这是一个冲突，因为 rust 不想要多个引用，但我需要树中间的一个节点供他的父节点和他的子节点引用。

Answer 1

最近我一直在干预 Rust 中的树木。 要使用 rust 中的树，您将需要Rc （单线程引用计数指针） ，以便您可以拥有多个所有权。 而且您还需要RefCell来启用内部可变性，因为编译器不允许多个可变引用。 使用Rc和RefCell ，您可以将TreeNode定义如下：

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;

pub struct TreeNode {
    pub children: Vec<Rc<RefCell<TreeNode>>>,
    pub parent: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>,
    pub value: f32,
}

这是创建两个相互引用的节点的一种方法：

impl TreeNode {
  #[inline]
  pub fn new(value: f32) -> Self {
    TreeNode {
      value,
      children: vec![],
      parent: None
    }
  }
}

let mut root_nd = Rc::new(RefCell::new(TreeNode::new(5.0)));
let mut child_nd = Rc::new(RefCell::new(TreeNode::new(2.0)));

child_nd.borrow_mut().parent = Some(root_nd.clone());  // use Rc::clone to create a new reference to root_nd
root_nd.borrow_mut().children.push(child_nd.clone());

由于我们使用Rc::clone来创建对节点的新引用，因此root_nd和child_nd不会被消耗，并且仍然可以在以后的程序中访问。

Rust 中的树的更多示例：

• leetcode 95 唯一二叉搜索树

• leetcode 94 二叉树中序遍历

• leetcode 100 是同一棵树