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谈一谈二叉搜索树中序迭代器的关键设计

news 来源：原创 2024/5/18 12:02:56

之前在完成TinySTL项目中二叉搜索树的设计时发现要想完成其中序迭代器的设计，关键的一步是完成迭代器的++操作，当实现了这个操作时那么这个迭代器的90%的操作都可以很快的完成了。

下面先来看看node的定义：

        struct node{
            typedef T value_type;
            T data_;
            node *left_;
            node *right_;
            explicit node(T d = T(), node *l = 0, node *r = 0)
                :data_(d), left_(l), right_(r){}
        };

在二叉树中有：

下面来看看我是怎样实现++操作的。

首先是初始化迭代器：

 1         template<class T>
 2         bst_iter<T>::bst_iter(const T *ptr, cntrPtr container)
 3             :ptr_(ptr), container_(container){
 4             if (!ptr_)
 5                 return;
 6             auto temp = container_->root_;
 7             while (temp && temp != ptr_ && temp->data_ != ptr_->data_){
 8                 parent_.push(temp);
 9                 if (temp->data_ < ptr_->data_){
10                     //temp向右走说明temo指向的父节点不需要再次访问了
11                     visited_.insert(temp);//add 2015.01.14
12                     temp = temp->right_;
13                 }
14                 else if (temp->data_ > ptr_->data_){
15                     temp = temp->left_;
16                 }
17             }
18         }

在初始化的过程中传入任意的树中节点指针ptr，然后从root开始沿着向下的方向用一个栈parent_来依次记录节点的父节点，同时我用一个set visited_来记录父节点相对于这个节点来说是否是已经访问过的状态，当节点处于这个父节点的右子树中时这个节点被记录。根据中序遍历的定义来看，当要访问任意节点的下一个节点的时候，如果节点还有右子树未访问则跳转到右子树的最小节点，当节点没有右子树的时候我们需要沿着父节点的顺序后退，此时不是所有的父节点都需要访问的，只有当节点处于父节点的左子树时，此时这个父节点才需要访问。

 1         template<class T>
 2         bst_iter<T>& bst_iter<T>::operator ++(){
 3             visited_.insert(ptr_);//此node被访问
 4             if (ptr_->right_){//此node还有右子树
 5                 //rvisited_.insert(ptr_);
 6                 parent_.push(ptr_);
 7                 ptr_ = ptr_->right_;
 8                 while (ptr_ && ptr_->left_){
 9                     parent_.push(ptr_);
10                     ptr_ = ptr_->left_;
11                 }
12             }else{//node无右子树则只能向父节点路径移动
13                 ptr_ = 0;//add 2015.01.14
14                 while (!parent_.empty()){
15                     ptr_ = parent_.top();
16                     parent_.pop();
17                     if (visited_.count(ptr_) == 0){//父节点尚未访问,此时ptr_指向此节点
18                         visited_.insert(ptr_);
19                         break;
20                     }
21                     ptr_ = 0;//设为哨兵
22                 }//end of while
23             }//end of if
24             return *this;
25         }