二叉樹的中序遍歷遍歷后給出垃圾值和分段錯誤

Question

我正在嘗試使用堆棧遍歷二叉樹，遍歷成功，但最后的程序顯示垃圾值和分段錯誤錯誤。 我認為它不會一次又一次地達到頂峰，但我無法解決這個問題。

struct Node
{
    int data;
    Node *left;
    Node *right;
    Node(int x) 
    {
        data = x;
        left = NULL;
        right = NULL;
    }
};

Node *STACK[10] = { NULL };
int TOP = -1;

void push(Node *ptr)
{
    if(TOP < 10) {
        STACK[++TOP] = ptr;
    }
}

void stackTraversal(Node *root)
{
    Node *ptr = root; bool flag = false;
    top:
    while(ptr != NULL)
    {
        push(ptr);
        ptr = ptr->left;
    }

    ptr = STACK[TOP];
    TOP--;
    while(ptr != NULL)
    {
        cout << ptr->data << " ";
        if(ptr->right != NULL)
        {
            ptr = ptr->right;
            flag = true;
            break;
        }
        ptr = STACK[TOP];
        TOP--;
    }
    if(flag)
        goto top;
    cout << "\nTHE END\n"; 
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    Node *R = new Node(2); 
    Node *a = new Node(0);
    Node *b = new Node(1);
    Node *c = new Node(4);
    Node *d = new Node(5);
    Node *e = new Node(3);

    R->right = c;
    R->left = a;

    a->right = b;

    c->right = d;
    c->left = e;

    stackTraversal(R);
    cout << endl;
    return 0;
}

它給出了以下輸出。

Output:- 0 1 2 3 4 5 -786491 分段錯誤（核心轉儲）

Answer 1

從您的 output 可以看出，您已經遍歷了所有元素，最后訪問的元素是d 。

現在你在這個塊中，其中ptr指向d ：

        if(ptr->right != NULL)
        {
            ptr = ptr->right;
            flag = true;
            break;
        }
        ptr = STACK[TOP];

好的， d沒有孩子，你不進入if塊，你計划訪問的下一個節點是... STACK[-1] 。

修改你的算法。 我建議避免使用goto ，只要這是一種非常糟糕的做法。

Answer 2

假設總會有一些東西，您的算法會從堆棧中彈出。 但是 ptr 應該如何變成 NULL 來結束第二個循環呢？

結果，您的堆棧計數器變為負數，導致 UB（幸運的是）將自身表示為運行時錯誤。

改進1：檢測結束

你努力寫了一個push() 。 付出額外的努力編寫一個pop() 。 確保您的算法檢查空堆棧，或者如果堆棧為空，則pop()返回nullptr ：

Node* pop()
{
    if (TOP>=0) { 
        return STACK[TOP--];
    }
    else {
        return nullptr;
    }
} 

當然，將以下序列替換為ptr = pop(); ：

ptr = STACK[TOP];
TOP--;

除了在goto之后使用 ptr 之外，所有pop()后面都是正在檢查 null 的指針。 所以你需要添加一個額外的條件來避免這種情況：

if(flag && ptr)
    goto top;

然后，當您運行該程序時，它將顯示項目，但您會看到下溢結束了該過程。

改進2：擺脫goto

我們在 21 世紀： goto不再是致命的， 如果可能的話，最好在 C++ 中避免。

外部循環可以優雅地替換 goto。 然后，您也可以擺脫標志：

void stackTraversal(Node *root)
{
    ...
    while(ptr)   // outer loop: no more goto 
    {
        while(ptr) {        // push the full left
            push(ptr);
            ptr = ptr->left;
        }
        ptr = pop();       // pop top node 
        while(ptr)        
        {
            cout << ptr->data << " ";
            cout.flush();   // in case of weird things happening afterwards
            if(ptr->right) {    // explore its right branch
                ptr = ptr->right;
                break;          // this goes back to outer loop
            }
            else ptr = pop();
        }
    }
    cout << "\nTHE END\n"; 
}

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