头指针不包含二叉树中的子节点

Posted 2023-02-21

【中文标题】头指针不包含二叉树中的子节点

【英文标题】：Head pointer doesn't contain child nodes in Binary Tree

【发布时间】：2020-10-30 01:08:41

【问题描述】：

我正在复制一棵二叉树，但我遇到了一个问题，即我的新树的根指针最终只包含要复制的第一个节点，而没有其他节点。我认为这个问题与这样一个事实有关，即当我在辅助函数的递归中传递指针时，由于某种原因，它们没有被重新分配给新的节点内存地址。就像在helper(t1->left, t2->left) t2->left 实际上永远不会成为我想要它拥有的值，它保持为空。

   bool first_time = true;
   TreeNode* ref = NULL;
    void helper(TreeNode* t1, TreeNode* t2) 
        if(t1) 
            t2 = new TreeNode(t1->val);
            if(first_time) 
                ref = t2;
                first_time = false;
            
            helper(t1->left, t2->left);
            helper(t1->right, t2->right);
        
        
    
    TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) 
        TreeNode* tree1 = new TreeNode(1);
        tree1->left = new TreeNode(2);
        tree1->right = new TreeNode(3);
        helper(tree1, NULL);
        return ref;
    

【参考方案1】：

这里有几个问题。

首先，ref 和first_time 是严重的缺陷，您应该避免编写具有这种全局状态的代码。它不是可重入的，也不是线程安全的。

其次，您尝试写入 t2 指针并将调用者的指针更改为该值。但是，您传递的是 t2 的副本，因此对其的写入将会丢失。

清理它并不需要太多，只需更改您的函数以获取 对指针的引用，然后写入 t2 将持续返回给调用者。注意，t2 是一个“out”参数，所以初始调用者会得到通过这个指针返回的树副本。

这是一个固定版本：

void helper(TreeNode* t1, TreeNode*& t2) 
    if(t1) 
        t2 = new TreeNode(t1->val);
        helper(t1->left, t2->left);
        helper(t1->right, t2->right);
      

这是您的测试函数的样子：

TreeNode* copyTest() 
    TreeNode* tree1 = new TreeNode(1);
    tree1->left = new TreeNode(2);
    tree1->right = new TreeNode(3);
    
    TreeNode* tree2 = nullptr;
    helper(tree1, tree2);  // tree2 is written to as new root.
    return tree2;

但如果不需要 out 参数，一般不建议使用。

为什么不编写你的 copyTree 函数来返回一个指向复制树的指针？ 基本上去掉in中的第二个参数，分配当前树的一个副本，向下递归，将每个子副本附加到当前节点的父副本，并返回父节点：

TreeNode* copyTree(TreeNode* tree) 
    TreeNode* ret = nullptr;
    if (tree) 
        ret = new TreeNode(tree->val);
        ret->left = copyTree(tree->left);
        ret->right = copyTree(tree->right);
    
    return ret;

除非您非常小心，否则这不是防止泄漏的好方法，但它有助于理解递归和树结构。

【讨论】：

这条评论给了我很大的帮助，我非常感谢你提到的所有额外建议，让我成为更好的程序员。

【参考方案2】：

检查您的全局变量 first_time 和 ref。

if (first_time) 
  ref = t2;           // global
  first_time = false; // global set to never go here again

这实际上是您的问题的根源 - 一旦您将第一个节点传递给您的函数，您就更改了其他全局变量 ref，之后再也不会在任何地方更改它。因此，基本上，在每个递归调用中，您都会使用悬空指针泄漏内存。 可能，您应该将参数 first_time 传递给您的函数，并可能将 ref 作为可分配参数传递