带智能指针的树遍历答案

【问题标题】：Tree Traversals with smart pointers带智能指针的树遍历
【发布时间】：2021-08-24 08:19:01
【问题描述】：

我已经用 C++ 实现了一个简单的二叉树类。使用智能指针对象来保存指向每个节点的指针（子节点共享，父节点弱）。

我试图为自定义迭代器（按顺序、预排序和后排序）实现一个嵌套类，但我不知道如何有效地实现 .next() 方法。如何在不将整个树保留在优先级队列中的情况下获取当前位置。

树节点是一个结构 -

struct node : std::enable_shared_from_this
{
    T _val;
    std::weak_ptr<node> _parent;
    std::shared_ptr<node> _leftChild;
    std::shared_ptr<node> _rightChild;

    // CONSTRUCTORS
    node(T val): _val(val){}
    node(T val, weak_ptr<node> parent): _val(val), _parent(parent){}
};

【问题讨论】：

什么是.next()？为什么不递归地实现有序、前序和后序？
你真的需要迭代器吗？（模板）函数成员in_order_traversal(std::function<void(T&)>)怎么样？
那么您要问的是如何根据其中一个命令确定下一个节点。问题是什么？查看您刚刚遍历过的树中的一个节点，是什么让您无法识别下一个节点？队列在哪里进入游戏？请解释你的理由。考虑使用 ascii-art 树形图来可视化您的问题和遇到的具体问题。我问是因为我觉得父指针的存在（即与标准二叉树的区别）使事情变得非常容易。
进行（按顺序）遍历与为该遍历提供 iterator 之间存在差异。（由于递归，前者很简单，后者更复杂）。

标签： c++ binary-tree smart-pointers traversal

【解决方案1】：

您需要知道每个节点是哪个子节点，然后您可以从中派生出结构中的下一个节点。你可以用指针相等来做到这一点

struct iter_base {
    std::shared_ptr<node> current;
    bool isRoot() const { return !current->_parent.lock(); }
    bool isLeft() const { auto parent = current->_parent.lock(); return parent && (current == parent->_leftChild); }
    bool isRight() const { auto parent = current->_parent.lock(); return parent && (current == parent->_rightChild); }
};

例如为了有序：

如果您有一个右子节点，请跟随该节点的左后代，直到没有更多节点，最后一个是下一个节点。
否则，如果您是左孩子，则下一个节点是您的父母。
否则，如果您是右孩子，请跟随父指针，直到找到一个左孩子，并且下一个节点是该左孩子的父节点。如果你这样做，你就已经走到了尽头。

【讨论】：

这就是我的意思。我只是怀疑OP忘了提到一个障碍......
正如 Yunnosch 所建议的那样，我想我的问题还不够清楚。我确实试图在不持有节点数据结构的情况下进行遍历。谢谢。这真的很有帮助。