二叉树的中序遍历给出了遍历后的垃圾值和分段错误答案

【问题标题】：Inorder traversal of binary tree gives garbage value and segmentation fault after traversal二叉树的中序遍历给出了遍历后的垃圾值和分段错误
【发布时间】：2020-03-06 12:27:36
【问题描述】：

我正在尝试使用堆栈遍历二叉树，遍历成功但最后的程序显示垃圾值和分段错误错误。我认为它不会一次又一次地达到顶峰，但我无法解决这个问题。

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;
}

它给出以下输出。

输出：- 0 1 2 3 4 5 -786491 分段错误（核心转储）

【问题讨论】：

标签： c++ segmentation-fault stack binary-tree garbage

【解决方案1】：

从输出中可以看出，您已经遍历了所有元素，最后访问的元素是d。

现在你在这个块中，ptr 指向d：

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

好的，d 没有孩子，你不进入if 块，你计划访问的下一个节点是...STACK[-1]。

修改你的算法。我建议避免使用goto，只要这是一种非常糟糕的做法。

【讨论】：

【解决方案2】：

假设总会有一些东西，你的算法会从堆栈中弹出。但是 ptr 应该如何变为 NULL 来结束第二个循环？

因此，您的堆栈计数器变为负数，导致 UB（幸运的是）将自身表示为运行时错误。

改进一：检测结束

您努力写了push()。付出额外的努力写一个pop()。如果堆栈为空，请确保您的算法 checks for an empty stack 或 pop() 返回 nullptr：

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

当然，将以下序列替换为ptr = pop();：

ptr = STACK[TOP];
TOP--;

除了在goto 之后使用ptr 之外，所有pop() 后面都跟着被检查是否为空的指针。所以你需要添加一个额外的条件来避免这种情况：

if(flag && ptr)
    goto top;

当您随后运行该程序时，它将显示项目，但您会看到下溢结束了该过程。

改进2：去掉goto

我们处于 21 世纪：goto 不再是死亡，should better be avoided in C++ if possible。

外部循环可以优雅地替换 goto。然后你也可以去掉这个标志：

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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【讨论】：