为什么我们需要二叉搜索树中的父节点 - C#

Question

我才刚刚开始学习数据结构，所以请原谅我的愚蠢，我正在尝试开发自己的 BST 版本，我不明白为什么需要父节点？这不应该很好吗。

class BST 
{
    private Node root;

    public BST()
    {
        root = null;
    }

    public void insert(int value) 
    {
        Node temp = new Node();
        temp.value = value;

        if (root == null)
        {
            root = temp;
            return;
        }

        Node current = root;

        while (current != null) 
        {
            if (value <= current.value)
            {
                current = current.lc;
            }
            else 
            {
                current = current.rc;
            }
        }

        current = temp;
    }
}

class Node
{
    public Node lc;
    public int value;
    public Node rc;
}

肯定有一些东西我错过了，我无法掌握或得到它是什么，当 current 为空时，我们已经到了我们需要插入节点的位置，为什么我们需要一个父节点。

Answer 1

您正在为某个实例设置“null”。

在您的 while 循环中，电流最终变为空，并且您缺少节点之间的连接。

要解决此问题，您应该保留树的最后一个节点。

你可以试试下面的：

class BST
{
    private Node root;

    public BST()
    {
        root = null;
    }

    public void insert(int value)
    {
        root = insert(root, value);
    }

    private Node insert(Node node, int value) {
        // if the given node is null it should be new node
        if (node == null) {
            node = new Node();
            node.value = value;
            return node;
        }

        if (value < node.value)
            // if our value lower then current value then we will insert left node recursively
            node.lc = insert(node.lc, value);
        else if (value > node.value)
            // if our value higher then current value then we will insert right node recursively
            node.rc = insert(node.rc, value);

        return node;
    }

    public void print() {
        print(root);
    }

    private void print(Node node) {
        if (node != null) {
            print(node.lc);
            Console.WriteLine(node.value);
            print(node.rc);
        }
        return;
    }
}


public static void main(String[] args) {

    BST bst = new BST();

    bst.insert(5);
    bst.insert(25);
    bst.insert(15);
    bst.insert(4);

    bst.print();
}

输出是：

4
5
15
25

Answer 2

您将变量与对字段/变量的引用混合在一起。 current 变量保存lc 或rc 字段（字段的副本）的值。设置变量并没有设置对应的字段，只是给变量赋值另一个值。

因此这条线

current = temp;

不在 BST 中插入节点。

C#7.0 引入 ref locals and returns 和 C#7.3 引入 improvements 允许重新分配 ref 局部变量，您可以尝试做的事情。

ref 局部变量正是您的意图——它们包含一些其他字段/变量的位置（引用、地址）。所以以下工作（需要 C#7.3！）：

public void insert(int value)
{
    ref Node nodeRef = ref root;
    while (nodeRef != null)
    {
        if (value <= nodeRef.value)
            nodeRef = ref nodeRef.lc;
        else
            nodeRef = ref nodeRef.rc;
    }
    nodeRef = new Node { value = value };
}

注意ref 关键字的用法。您使用nodeRef = ref … 分配一个变量的引用（地址）（在这种情况下是root 或某个节点lc 或rc 字段），并使用nodeRef = … 为由指向的变量分配一个值nodeRef.

Answer 3

这可能有效

class BST
{
    private Node root = null;

    public void insert(int value)
    {
        Node temp = new Node { value = value };

        if (root == null)
        {
            root = temp;
            return;
        }

        var current = root;

        while (current != null)
        {
            if (value <= current.value)
            {
                if (current.lc == null)
                {
                    current.lc = temp; 
                    break;
                }
                current = current.lc;
            }
            else
            {
                if (current.rc == null)
                {
                    current.rc = temp; 
                    break;
                }
                current = current.rc;
            }
        }

    }
}

class Node
{
    public Node lc;
    public int value;
    public Node rc;
}