如何在 C++ 中正确删除树

Question

我构建了一棵二叉树，它的每个右孩子都可能与其兄弟的左孩子相同。当我试图删除它时，我不确定整个树是否被完全删除。

class TreeNode
{
  public:
  int val;
  TreeNode* left;
  TreeNode* right;
  TreeNode(int v)
  {
    val = v;
    left = NULL;
    right = NULL;
  }
  ~TreeNode()
  {
    //testing if our tree is correct;
    cout<<val<<" ";
    delete left;
    delete right;
  }
};

  /*
              2
            4,  3
          3,  2,  6
        2,  9,  5,  2
      10, 5,  2,  15, 5
  */

   // 2->4   2->3    4->3  4->2   3->2 3->6

删除根目录；

所以，如您所见，我在删除节点值时打印它，但我的结果看起来像这样 {2 4 3 2 10 5 9 5 2 2 9 5 2 5 2 15 3 2 9 5 2 5 2 15 6 5 2 15 2 15 5}，似乎当我们试图删除假设被删除为另一个节点的右孩子的左孩子时，系统仍然可以访问该节点并打印结果。我的意思是，它应该已经是 NULL 了吧？

Answer 1

给定

每个右孩子都可能与其兄弟的左孩子相同。

deleteing 类的析构函数中的左右孩子势必会产生问题。无论您首先delete 哪个兄弟姐妹，另一个兄弟姐妹都会留下一个悬空指针。调用 delete 会导致未定义的行为。

我的意思是，它应该已经是 NULL 了，对吧？

这是不对的。即使这对于指针来说是正确的，也无法确保所有指向该对象的指针都设置为 NULL。简单例子：

int* p1 = new int;
int* p2 = p1;
delete p1;    // How does the run time know to also set p2 to NULL.

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您需要使用不同的策略来删除树的所有节点。

1. 将析构函数更改为原子删除操作。即

   ~TreeNode() {}
   

2. 给定一个起始节点，编写一个函数来收集std::set<TreeNode*> 中的所有节点。

3. 对聚集的std::set<TreeNode*> 中的每个对象调用delete。

Answer 2

我构建了一棵二叉树，它的每个右孩子都可能与其兄弟的左孩子相同。

虽然类似于一棵树，但从技术上讲，这样的图并不是一棵树。我不熟悉这种结构的既定名称，所以我称之为金字塔。

我的意思是，它应该已经是 NULL 了，对吧？

通过指针删除对象不会使其他指向该对象的指针为空。

问题是您尝试删除共享子项两次。

鉴于节点对其子节点没有唯一所有权，因此在析构函数中删除它们是不正确的。所以你应该从析构函数中删除delete left; delete right;。

您可以使用以下算法删除所有子项。这个想法是直接删除左边的根和所有孩子，同时保留那些金字塔下的所有右边孩子。所有那些未受影响的右孩子仍然是右金字塔的左孩子。然后以右孩子为根重复。一个例子：

void deletePyramid(TreeNode* node) {
    TreeNode* right;
    do {
        right = node->right;
        while(node) {
            TreeNode* left = node->left;
            delete node;
            node = left;
        }
    } while(node = right);
}

您可能会注意到，此算法是非递归的，并且具有恒定的空间复杂度。本质上，该算法假装结构是这样的：

          2
         / \
        4,  3
       /   / \
      3,  2,  6
     /   /   / \
    2,  9,  5,  2