关于在 C++ 模板化队列中实现 put() 函数的建议？

Question

我正在尝试实现一个不允许更改头文件定义的队列，如下所示：

class PQueue
{
  private:

    struct Node
    {
      EType Item;
      unsigned Priority;
      unsigned Identifier;
      Node * Pred;
      Node * Succ;
    };

    Node * Head;    // Pointer to head of chain (front)
    Node * Tail;    // Pointer to tail of chain (back)

  public:

    // Initialize pqueue to empty
    //
    PQueue();

    // De-initialize pqueue
    //
    ~PQueue();

    // Re-initialize pqueue to empty
    //
    void reset();

    // Initialize pqueue using existing pqueue
    //
    PQueue( const PQueue<EType>& );

    // Assign into pqueue from other pqueue
    //
    PQueue<EType>& operator=( const PQueue<EType>& );

    // Display attributes and contents of pqueue
    // (from front to back, or back to front)
    //
    void display( ostream&, Direction ) const;

    // Return number of items in pqueue
    //
    unsigned length() const;

    // Return copy of item at front of pqueue (unless pqueue is empty)
    //
    bool front( EType& ) const;

    // Return copy of item at back of pqueue (unless pqueue is empty)
    //
    bool back( EType& ) const;

    // Insert one item (with specified priority) into pqueue (if possible)
    //
    bool put( const EType&, unsigned );

    // Remove item with highest priority from pqueue (unless pqueue is empty)
    //
    bool get( EType& );

    // Discard item with specified identifier from pqueue (if possible)
    //
    bool discard( unsigned );
};

到目前为止，我有这些构造函数和析构函数：

template <typename EType> PQueue::PQueue() {
    Head->Pred = NULL;
    Tail->Succ = NULL;
    Tail->Pred=Head;
    Head->Succ=Tail;
} 

template <typename EType> PQueue::~PQueue() {
    reset();
    delete Head;
    Head = NULL;
    delete Tail;
    Tail = NULL;
}

现在我卡在put()，我不知道从哪里开始，有什么帮助吗？

Answer 1

您应该分配一个节点，并将其挂接到列表中。

像这样：

   template <typename EType>
   bool PQueue::put( const EType& et, unsigned pri ) {
      Node *p = new Node ();
      p->Item = et;
      p->priority = pri;
// now hook it into the list
   p->pred = NULL;
   head = p;
   }

但是，这还不够，因为您没有在构造函数中正确初始化 head 和 tail；以至于我无法判断您是在创建单链表还是双链表。在您当前的代码中，您的代码就像 head 和 tail 指向实际节点一样，但我看不到这些节点在哪里（或在哪里创建）。

此外，您的某些代码是在 EType 上模板化的，而其他部分则不是。你需要保持一致。

Answer 2

在继续使用 put() 之前，您需要正确设置现有的构造函数和析构函数！

如果您要设置节点的->Pred 或->Succ，则节点必须首先存在。 Head 和 Tail 是 Node 的 pointers...不是 Node 的 instances，所以没有节点可以操作：

如果 Head 和 Tail 本身是节点，事情会有所不同，但它们会被声明为：

Node Head;    // head node of chain (front)
Node Tail;    // tail node of chain (back)

...而不是：

Node * Head;    // Pointer to head of chain (front)
Node * Tail;    // Pointer to tail of chain (back)

这在技术上是可行的，但不清楚为什么空且未初始化的队列实现需要任何节点都存在。如果您正在创建一个不寻常的队列类，它总是至少有两个元素（出于某种原因），那么您可能会考虑这样的奇怪之处。但你的任务显然不是要求这样做的。

您要遵循的规则是空队列（例如刚刚构建的队列）具有零 Nodes。只需将 Head 和 Tail 指针本身设置为 NULL 即可完成：

template <typename EType> PQueue::PQueue() {
    Head = NULL;
    Tail = NULL;
} 

顺便说一句，初始化成员有一种特殊的语法……虽然在这种情况下，是否使用代码中的赋值语句进行初始化并不重要，但在某些情况下，例如基类初始化，您必须这样做：

template <typename EType> PQueue::PQueue() :
    Head (NULL),
    Tail (NULL)
{
} 

因此，如果规则（或"invariant"）是空队列的头部和尾部为空，那么调用reset() 应该会使您处于头部和尾部为空的状态。然而，如果 head 和 tail 为 NULL，那么你为什么要在析构函数中删除它们？它在技术上是安全的：

Is it safe to delete a NULL pointer?

但不会有任何效果。一个 reset() 调用应该足以实现析构函数的工作，以释放任何非空队列的所有已分配节点......如果队列为空，reset() 应该足够聪明，可以什么都不做：

template <typename EType> PQueue::~PQueue() {
    reset();
}

至于我对继续使用 put() 的建议...嗯...看来您需要阅读书籍并了解语言和数据结构的基本问题。处理简单的链表...没有模板...只需要一个工作：

http://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list