如何使用 Rust 在樹結構中為單個節點提供多個引用

Question

嘗試使用以下結構在 rust 中創建樹：

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

要構建一個新節點，請使用以下 function：

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

    }
}

嘗試添加節點時，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));

會有錯誤，因為我正在借用例如root_nd然后嘗試將next_nd添加到root.children列表中，即使沒有這個錯誤，我仍然需要在將next_nd添加到root_nd的孩子之后有一個參考. 我知道在 rust 中，同一元素不可能同時有多個可變引用。 所以問題是如何在 rust 中創建具有雙向引用的樹狀數據結構？ 在我看來，這是一個沖突，因為 rust 不想要多個引用，但我需要樹中間的一個節點供他的父節點和他的子節點引用。

Answer 1

最近我一直在干預 Rust 中的樹木。 要使用 rust 中的樹，您將需要Rc （單線程引用計數指針） ，以便您可以擁有多個所有權。 而且您還需要RefCell來啟用內部可變性，因為編譯器不允許多個可變引用。 使用Rc和RefCell ，您可以將TreeNode定義如下：

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,
}

這是創建兩個相互引用的節點的一種方法：

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());

由於我們使用Rc::clone來創建對節點的新引用，因此root_nd和child_nd不會被消耗，並且仍然可以在以后的程序中訪問。

Rust 中的樹的更多示例：

• leetcode 95 唯一二叉搜索樹

• leetcode 94 二叉樹中序遍歷

• leetcode 100 是同一棵樹