Question

请保持友好 - 这是我的第一个问题。 = P

基本上作为一个夏季项目，我一直在浏览wikipedia page上的数据结构列表，并试图实现它们。我上学期参加了C ++课程并发现它非常有趣，作为我实施二项式堆的最终项目 - 这也非常有趣。也许我很讨厌，但我喜欢数据结构。

无论如何，足够的背景故事。项目进展顺利，我从二叉树开始。为了更进一步，我需要创建迭代器来遍历树。我已经决定为每个遍历方法（常规迭代器和常量迭代器）创建两种类型的迭代器，我只是不知道如何做到这一点。我听说继承了stl的迭代器，甚至使用了boost iterator_facade（这似乎是一个不错的选择）

我还没有尝试编写迭代器代码，因为我不知道从哪里开始，但我确实在github上有我当前的代码。您可以查看here。

如果你反对github，我会粘贴相关的类定义。这些功能的实现实际上没有任何帮助，但如果您出于某种原因需要它们，请告诉我。此外，节点类具有用于迭代目的的父指针。

#ifndef __TREES_HXX
#define __TREES_HXX
#include <cstdlib>  // For NULL
#include <algorithm> // for std::max

// Node class definition. These nodes are to be used for any
// tree where the structure is
//    node
//     /\
// left  right
//  /\    /\
//
// etc., basically two children.
template <typename T>
class Node
{
  public:
    T data_;
    Node<T>* left_;
    Node<T>* right_;
    Node<T>* parent_; // Needed for iterators

    explicit Node(T const&);
    Node(Node<T> const&);
};

template <typename T>
class BinaryTree
{
  protected:
    typedef Node<T>* node_t;
    size_t tree_size;

  public:
    typedef T value_type;

    explicit BinaryTree();
    explicit BinaryTree(T const&);
    ~BinaryTree();

    virtual node_t insert(node_t&, T) = 0;
    virtual T& lookup(node_t const&, T const&) const = 0;
    inline virtual size_t size() const;
    inline virtual size_t depth(node_t const&) const;
    inline bool empty() const;
    inline void clear(node_t);

    node_t root;
};

这是我们抽象类的基本二叉树扩展，基本上它（将是）一个BST。有关我需要迭代器的原因的示例，请查看查找函数的定义。它应该将迭代器返回到找到东西的节点。

/* Implementation of our Binary Tree is in
 * this file. The node class is in Trees.hxx
 * because it's intended to be a general class.
 */

 #ifndef __BINARY_TREE_HXX
 #define __BINARY_TREE_HXX

 #include "Trees.hxx"


 template <typename T>
 class BiTree : public BinaryTree<T>
 {
   private:
     typedef typename BinaryTree<T>::node_t node_t;

   public:
     typedef typename BinaryTree<T>::value_type value_type;

     BiTree() : BinaryTree<T>()
     {
     }

     BiTree(T const& data) : BinaryTree<T>(data)
     {
     }

     node_t insert(node_t&, T);
     T& lookup(node_t const&, T const&) const; // Note: This should return an iterator to the node where the stuff is found
 };

我认为就是这样 - 感谢您的时间！如果您需要其他信息，请告诉我们。

Answer 1

1。 Fat Iterators与Lean Iterators

有两种可能的方法来实现树的遍历。你可以：

只有指向其子节点的节点，以及保持堆栈的迭代器（因此，胖迭代器）
具有父指针（与您的指针一样）的节点，以及仅指向给定节点的指针（精益迭代器）

这是一个设计权衡，STL实现者通常采用精益方式，因为迭代器（在STL中）应该很便宜复制。

2。 Easy Iterators vs From scratch iterators

还有几种方法可以实现迭代器：

From Scratch：你自己做的一切，包括定义typedef，所有运算符重载等......
简单：您使用Boost.Iterator自行实现尽可能少的代码

我基本上将std::iterator作为“从头开始”的情况继承，因为它只提供了5 typedef ......

是否选择其中一个确实取决于您的情况：

出于学习目的，我建议多次使用“From Scratch”方式
出于生产目的，我建议采用“From Scratch”方式（从Boost继承并不节省太多，但它确实使调试会话/内存转储复杂化，至少与gdb一样，因为gdb暴露了基类）
为了快速测试，我建议采用“简单”方式

请注意，您可能处于一种奇怪的情况，您的迭代器无法真正构建在Boost.Iterator之上，在这种情况下，您将别无选择，只能自己构建它。

3。 Const和非const迭代器

这也许是重点。

如果只是为了这个，那么值得关注Boost.Iterator，因为他们公开了实现一个迭代器（模板化）的技术，该技术将涵盖两个案例。

查看Iterator Adaptor中的教程示例部分：

template <class Value>
class node_iter
  : public boost::iterator_adaptor<
        node_iter<Value>                // Derived
      , Value*                          // Base
      , boost::use_default              // Value
      , boost::forward_traversal_tag    // CategoryOrTraversal
    >
{
 private:
    struct enabler {};  // a private type avoids misuse

 public:
    node_iter()
      : node_iter::iterator_adaptor_(0) {}

    explicit node_iter(Value* p)
      : node_iter::iterator_adaptor_(p) {}

    /// !!! Highlight !!!
    template <class OtherValue>
    node_iter(
        node_iter<OtherValue> const& other
      , typename boost::enable_if<
            boost::is_convertible<OtherValue*,Value*>
          , enabler
        >::type = enabler()
    )
      : node_iter::iterator_adaptor_(other.base()) {}

 private:
    friend class boost::iterator_core_access;
    void increment() { this->base_reference() = this->base()->next(); }
};

第3个构造函数是获取一对const和非const迭代器的关键点，它们可以从const自动转换为非const而无需反向转换可能。

无论你做什么，重复使用相同的技巧：在BaseIterator上模仿Value，并提供两个typedef：typedef BaseIterator<Value> iterator和typedef BaseIterator<Value const> const_iterator。

Answer 2

实现此目的的一种方法是在迭代器中使用堆栈来跟踪父节点。每次到达节点时，它都不是叶子，将其推入堆栈并继续搜索顺序中的下一个节点。一旦你点击一个叶子，处理它，然后返回到堆栈顶部的节点。重复广告nausium，直到你访问过所有内容。

C ++，为二叉树实现自定义迭代器（长）

2 个答案: