Question

假设你有这个二叉搜索树（BST）。见下面的代码。属性：

节点的左子树只包含键小于节点键的节点。
节点的右子树只包含键大于节点键的节点。
左右子树也必须是二叉搜索树。

你将如何进行单元测试？您无法访问节点，也无法验证结构。您无法单独测试插入功能。

1）您可以从BST创建一个继承的测试类，并声明可以测试的额外方法。这是常见的吗？

2）以不同方式实施BST。有一个Tree类。该类可以访问子节点等，并实现基本树功能。从Tree继承BST。借助Tree提供的方法测试BST。

3）您的意见？

谢谢。

template <typename ValueType>
class BinarySearchTree
{
public:

    BinarySearchTree() : m_count(0), m_root(nullptr) {}
    void Insert(const ValueType& elementToInsert);
    bool Remove(const ValueType& elementToRemove);
    bool Contains(const ValueType& elementToFind);
    bool IsEmpty() const;
    size_t Count() const;
    ValueType Max() const;
    ValueType Min() const;
    int Delimiter() const;
    void PrintToFile(std::ofstream& outFile);
    void BuildFromFile(std::ifstream& inFile);
    ~BinarySearchTree() { delete m_root; }
    // TODO: copy ctr, copy assignment operator, move ctr

private:

    struct Node
    {
        Node(const ValueType& value) : value(value), parent(nullptr), left(nullptr), right(nullptr) {}
        ~Node() { delete left; delete right; }
        // TODO: copy ctr, copy assignment operator, move ctr

        ValueType value;
        Node* parent;
        Node* left;
        Node* right;
    };

    Node* m_root;
    int m_count;
};

Answer 1

遵循常见的STL实现，我将您的BinarySearchTree类拆分为不同的组件：

一些仅适用于节点的二叉树类。让我们将其命名为BinaryTree。它支持插入和删除Node *，遍历（begin和end）以及有用的树操作（如rotate来平衡树）。但它不会分配任何东西或找不到任何东西（没有ValueType已知）。
保证log(n)深度的特定二叉树版本。我们称之为AVLTree（你也可以选择红黑或其他东西）。此树知道ValueType并将实现诸如find之类的方法以及值（包括内存管理）的插入/删除。它还将根据存储的值来处理平衡。

（最重要的是，您可以像STL那样构建类似set或map的内容。）

测试的好处：

BinaryTree类将在树中使用的Node类型中进行模板化（基于性能原因，模板化为多态virtual方法）。因此，对于单元测试，您可以使用不同类型的BinaryTree构建Nodes。这些特殊类型的节点可以为您的测试维护额外的信息（例如计数器）（例如，在某些操作期间，左子项最多更改一次）。

另一方面，AVLTree仅可根据值进行测试，例如。插入后可以找到一些值。这与您原来的BinarySearchTree基本相同。我建议添加一些迭代完整树的测试方法（例如verify_invariants）并检查所有不变量（例如log(n)深度，节点的子节点父节点是节点）。这可能既昂贵又缓慢，但只应用于您的单元测试。

只是一句结束语：如果你为自己/作业写你的树 - 很好！如果这应该在“真实”世界的某个地方使用，强烈考虑使用STL容器。

单元测试binarysearchtree

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