从二叉搜索树中的 end() 迭代器递减迭代器

Posted 2023-02-21

【中文标题】从二叉搜索树中的 end() 迭代器递减迭代器

【英文标题】：Decrementing iterator from end() iterator in binary search tree

【发布时间】：2017-12-26 18:16:54

【问题描述】：

在二叉搜索树中，end() 成员函数应该简单地返回 iterator(nullptr)，对吧？但是节点nullptr 不包含有关其left、right 和parent 数据的信息。那么我们如何从end() 中减少一个迭代器呢？以下是我到目前为止所拥有的（在iterator<T> 类中定义）。我的iterator<T> 类有node<T>* ptr 作为它唯一的数据成员，我的node<T> 类有成员T value; node *left, *right, *parent;。

    iterator& operator--() 
//      if (!ptr) what to do???
        if (ptr->left)
            ptr = node<T>::max_node(ptr->left);
        else 
            node<T>* previous = ptr;
            ptr = ptr->parent;
            while (ptr && ptr->left == previous) 
                previous = ptr;
                ptr = ptr->parent;
            
        
        return *this;
    

【问题讨论】：

你回答了你自己的问题——如果你想能够递减（BidirectionIterator），那么显然end()函数不能简单地返回nullptr，或者只包含一个nullptr的东西。相反，它必须返回一个指向某个标记的指针，该标记可以递减以指向最后一个元素。

Nullptr 如果你只想要一个不能递减的 ForwardIterator 就足够了。

【参考方案1】：

如果您希望您的迭代器成为双向迭代器，您需要提供必要的信息以在 end() 返回的迭代器中找到树的最后一个节点。为了避免处理特殊情况来减少 end() 迭代器，您可以使用“秘密”节点，该节点使用其左指针指向树的根。这样，end() 迭代器将只是一个指向此秘密节点的指针：使用这种方法，不需要在递增、递减或比较方面进行任何特殊处理。

由于通常不希望将节点值存储在根中，因此通常的实现将节点拆分为一个 NodeBase，其中仅包含导航所需的指针，以及一个源自 NodeBase 并添加节点值的 NodeValue .根使用NodeBase 成员和迭代器类型NodeBase*：对于导航，只需要指针。由于只允许取消引用有效的迭代器，因此在访问节点的值时可以使用static_cast<NodeValue*>(n) 来获取NodeValue。

【参考方案2】：

end() 不是 iterator(nullptr)，而是 iterator(&anchor)，其中 anchor 是包含树的成员，用于保存根开始和最终节点指针。然后要递减，您只需退回到前一个节点（递增的相反操作）。

它确实需要比简单地保存根节点指针更多的工作，但它也允许 begin() 和 end() 是 O(1) 操作。