在 C 中打印 B+ 树

Question

我在C 中实现了B+ 树，并希望以树的形式打印它的键。我遵循以下算法进行打印，但遇到了一些分段错误。

1. 从根开始，首先排队。然后出队直到队列为零。

2. 由于每个节点都包含键及其值（指向下一级节点的指针），因此每个值在到达特定节点时也会排队。

以下是对叶子进行排队、出列和打印的代码。请让我知道这个特定代码有什么问题。

           typedef struct QUEUE{
            BPLUS bplusNode;
            struct QUEUE * next;
                    }*ENQUEUE;

以下代码是对树的节点进行排队。（我将实现广度优先搜索）

      void bplus_Enqueue(BPLUS bplusNew){
          ENQUEUE bplusTemp;
          if (queue == NULL){
          queue = (ENQUEUE)malloc(sizeof(ENQUEUE));
          queue->bplusNode= bplusNew;
          queue->next = NULL;
              }
               else {
               bplusTemp = (ENQUEUE)malloc(sizeof(ENQUEUE));
               bplusTemp->bplusNode = bplusNew;
               bplusTemp->next = NULL;
        while(queue->next != NULL) {
                queue = queue->next;
                      }
                queue->next = bplusTemp;
                free(bplusTemp);
                   }
             }

以下代码用于出队

          BPLUS bplus_Dequeue( void ){
          BPLUS bplusTemp = queue->bplusNode;
          queue = queue->next;
          return bplusTemp;
           }

以下代码用于打印树。

   void  bplus_PrintBplus(BPLUS root){
   int i;
   BPLUS tempBplus;
   queue = NULL;
   bplus_Enqueue(root);
   if(queue == NULL){
     printf("Sala kaam garena\n");
    }
   while(queue != NULL){
   tempBplus = bplus_Dequeue();
          for(i=0;i<tempBplus->numKeys;i++){
          printf("%d -----> %d\n",i,tempBplus->keys[i]);
             }
          if(tempBplus->next != NULL){
             for(i=0;i<=tempBplus->numKeys;i++)
           bplus_Enqueue(tempBplus->pointers[i]);
            }
        }
    }

此代码打印root 的键值和根的第一个连续节点，然后出现分段错误。你能帮我弄清楚这段代码有什么问题吗？

Answer 1

我没有检查完整的代码，但是这些部分真的很奇怪：

bplusTemp->bplusNode = bplusNode;

这里的 bplusNode 是什么？还没有看到它的声明。

queue->next = bplusTemp;
free(bplusTemp);

这只是简单的坚果:)

Answer 2

层序遍历是通过两个队列完成的，一个用于访问当前层的元素，另一个用于构建下一层的队列。我已经成功地为二叉搜索树实现了这个。您可以对 B+ 树使用相同的逻辑。

void BinarySearchTree::printLevelBased()
{
    Queue<Node *> *nodeQueue1 = new Queue<Node *>();
    Queue<Node *> *nodeQueue2 = new Queue<Node *>();;
    Node *currentNode;
    int numOfLevels = 0;

    nodeQueue1->put(mRoot);

    while(false == nodeQueue1->isEmpty())
    {
        numOfLevels++;
        Queue<Node *> *temp = nodeQueue1;
        nodeQueue1 = nodeQueue2;
        nodeQueue2 = temp;

        while(false == nodeQueue2->isEmpty())
        {
            currentNode = nodeQueue2->get(); // Dequeue
            PRINT_NODE_DATA(currentNode);
            if(currentNode->hasLeft())
            {
                nodeQueue1->put(currentNode->mLeft); // Enqueue
            }
            if(currentNode->hasRight())
            {
                nodeQueue1->put(currentNode->mRight);
            }
        }
        cout << endl;
    }

    return;
}

沙士

Answer 3

这行代码在您的 bplus_Enqueue 函数中看起来很奇怪：

queue->next = bplusTemp;
free(bplusTemp);

基本上，您是在用于队列的链表中设置下一个节点，然后在将next 指针分配给链表的前一个末端后释放它。这将意味着您的倒数第二个节点指向已释放的内存而不是有效的链表节点，这将在访问它时导致分段错误。 bplusTemp 节点指向的内存，在第一行之后，现在由列表“拥有”......您不能在该指针上调用 free，否则指向该内存的所有其他指针（在这种情况下，queue->next) 也指向已释放的内存，并且在尝试访问该内存时会出现段错误。

这也可以解释为什么您能够打印前两个节点值（根及其子节点之一），然后得到一个段错误。基本上，当队列为空时，您永远不会调用这些行，并且您正在添加第一个节点。因此，当您添加root 时，您没关系……您不要在上面调用free。然后你将它出队，当你这样做时，队列又是空的。所以root 的下一个孩子被添加到队列中，这也很好，因为队列是空的，所以你不要在bplusNew 上调用free。但是现在，当您添加根的任何其他子级并且队列不为空时，您最终会在 bplusNew 上调用 free，导致您的队列仅包含单个值值。换句话说，queue->next 指向的第一个节点（即链表中的第二个节点）实际上不再可访问了……您在该内存上调用了free。

其次，在您的 bplus_Dequeue 函数中，您有内存泄漏......特别是这里：

BPLUS bplusTemp = queue->bplusNode;
queue = queue->next;

您正在重新分配链表的前面，而没有释放作为链表原始头的节点。现在你没有指向那个节点的指针了，它被认为是内存泄漏。