使用智能指針進行C ++二叉搜索樹

Question

我用c ++實現了二叉搜索樹。 我沒有使用裸指針指向節點子節點，而是使用了std::shared_ptr 。 樹的節點如下實現

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) {}
};

從BST中刪除節點時，其中一種情況是節點只有一個子節點。 該子節點簡單地替換該節點，如下所示：

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

在類似的Java實現中，這可以編碼為：

node = node.getRight();

在我的C ++實現中，它是：

node = node->right;

其中node是pTreeNode類型。

在pTreeNode （ std::shared_ptr<TreeNode> ）上調用=運算符時，將調用node的析構函數。 指向底層TreeNode的共享指針的數量為1，因此TreeNode被銷毀以釋放其內存。 當調用TreeNode （默認）析構函數時，會銷毀其每個成員。 這肯定會導致pTreeNode right成員被破壞。 問題是node->right是分配給node 。 在測試我的BST時，它似乎工作正常，沒有錯誤/內存泄漏。

• 我在做什么不安全？
• 如果它不安全，我該怎么做才能解決這個問題？

我認為可能有用的“黑客”是制作另一個指針以增加其引用計數。 這是一個適當的解決方案嗎？

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

Answer 1

你顯然是假設，在

node = right;

shared_ptr的賦值運算符可以在從right讀取之前（或在增加right使用的引用計數之前）減少節點的計數。 但是，根據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>

相當於

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

這是安全的，因為在銷毀舊的node值之前復制了right 。 順便說一句，我自己實現了一個共享指針，我看到它“清理”舊值是我在operator =做的最后一件事operator =正是為了避免這些問題。

Answer 2

• 我在做什么不安全？

不，我能看到它是安全的。 left或right節點實例將保持活動狀態，直到它們的引用計數降至零。

• 如果它不安全，我該怎么做才能解決這個問題？

您應該注意的唯一相關事項是不要將任何節點shared_ptr為shared_ptr在樹實現之外。 這些應該是std::weak_ptr或原始指針。