将节点添加到树 - 为啥根没有被初始化？

Posted 2023-03-31

【中文标题】将节点添加到树 - 为啥根没有被初始化？

【英文标题】：Adding node to tree - Why is the root not getting initialized?将节点添加到树 - 为什么根没有被初始化？

【发布时间】：2020-09-30 09:25:14

【问题描述】：

我编写了两个用于向树中添加新节点的函数：一个public 和一个private。私有的是递归的。公共的称为递归的。第一个问题：这是可以接受的做法吗？

public void addNode(int val) 
    addNode(val, root, null, 0);
    System.out.println("Root is null: " + (root == null));


private void addNode(int val, Node node, Node parent,int height)  
    
    if(node == null) 
        node = new Node(val, height, 0);
        System.out.println("is new node equal to root?"+(node == root));
        System.out.println("Added node on height: " + node.getHeight());
        return;
    
        height++;
        addNode(val, node.left, node, height);
        addNode(val, node.right, node, height);

现在问题来了：根变量没有被初始化。它在树类中声明。 public Node root;

这让我很困惑，因为我知道 Java 是按引用传递，而不是按值传递。为什么调用这些函数后root为空？

控制台输出：

is new node equal to root?false
Added node on height: 0
Root is null: true

【问题讨论】：

new Node(val, height, 0); 中的第三个参数是什么？

即大小（子树中节点的数量）@trincot

【参考方案1】：

如果在 Java 代码中函数为函数参数分配一个新值，这绝不会影响调用者可能已作为参数传递的变量。您可能对当参数变量变异时会发生什么感到困惑：例如，如果它是一个对象并且您为它的一个属性分配了不同的值，那么调用者可以看到此更改对象，因为它确实是同一个对象。但是对参数的简单赋值总是只会对该局部变量产生影响。

要使其工作，请将您的函数设计为返回您提供给它的节点（无论它是否有新值）。

还有一个问题：您当前在左右子树中都添加了一个新节点（如果它们存在的话），并且这会递归地重复。我假设您尝试在二叉树中插入值搜索，因此您应该选择在哪个子树中添加节点。

最后，不需要传递parentNode 或height 作为参数，因为您似乎将高度存储在每个节点中，因此您知道新节点的高度必须比存储的高度大一它的父节点（或者，如果不存在，则为 0）。

public void addNode(int val) 
    root = addNode(val, root);


private void addNode(int val, Node node)  
    if (node == null) 
        return new Node(val, 0, 0);  // NB: height will be updated when backtracking
    
    if (val < node.val) 
       node.left = addNode(val, node.left);
       node.left.height = node.height + 1;
     else 
       node.right = addNode(val, node.right);
       node.right.height = node.height + 1;
    
    return node;

最后，“高度”这个名字在这里有点误导，因为这个术语应该表示节点是根的（子）树的高度。但是这段代码中的height 代表了树中节点的深度。见What is the difference between tree depth and height?。

【讨论】：

一个非常有帮助和清晰的答案。谢谢！ @trincot

【参考方案2】：

当然，从公共方法调用私有方法（甚至是递归的）并没有错。 Root 为 null 仅仅是因为您正在为 node 参数分配新值，您并没有更改对象，而是创建了新对象。

关注

private void addNode(int val, Node node, Node parent,int height) 
   ...
   node = new Node(val, height, 0);

不会更改调用者中的参数node。所以调用后

addNode(val, root, null, 0);

root 保持不变（null 值）

还要记住对象在 Java 中是按值传递的。

实际上（在 Java 中）在函数中，您只收到 node 的内存地址（值）（例如 x64 架构中的 000000D5098FFA70）。因此，如果您修改例如node.left 您实际上正在更改地址 000000D5098FFA70 + 4 的内存。但是，如果你改变 该地址 - 值 - 您无法访问该对象。从那一刻起，您只使用局部变量。这就是为什么它被称为按值传递。