如何解决C ++ | BST对节点指针的引用与节点指针
假设我有这个BST模板:
template <typename T> class Node {
private:
public:
T data;
Node *left;
Node *right;
Node(T dt) : data{dt},left{nullptr},right{nullptr} {}
~Node() {
this->data = 0;
this->left = nullptr;
this->right = nullptr;
}
};
template <typename T> class BST {
private:
Node<T> *_root;
_insert();
_add();
_printOrder_In(Node<T> *parent,std::ostream& os) {
if (!parent) return;
_printOrder_In(parent->left,os);
os << parent->data << ' ';
_printOrder_In(parent->right,os);
}
public:
BST() : _root{nullptr} {}
~BST();
insert();
add();
std::ostream& print(std::ostream& os = std::cout) {
_printOder_In(this->_root,os);
return os;
}
};
为什么以下代码在我传递指向节点指针的引用时起作用,而在我传递节点指针时不起作用?
// BST MEMBER FUNCTIONS:
private:
void _insert(Node<T>* &parent,const T &val) { // works
//void _insert(Node<T>* parent,const T &val) { // doesn't work,apparently generates nodes indefinitely
if (!parent)
parent = new Node<T>{val};
else {
if (val < parent->data)
_insert(parent->left,val);
else if (val > parent->data)
_insert(parent->right,val);
else
return;
}
}
public:
void insert(const T &val) {
_insert(this->_root,val);
}
};
// BST MEMBER FUNCTIONS:
private:
void _add(Node<T>* parent,T val) {
if (parent->data > val) {
if (!parent->left) {
parent->left = new Node<T>{val};
} else {
_add(parent->left,val);
}
} else {
if (!parent->right) {
parent->right = new Node<T>{val};
} else {
_add(parent->right,val);
}
}
}
public:
void add(T val) {
if (this->_root) {
this->_add(this->_root,val);
} else {
this->_root = new Node<T>(val);
}
}
我知道指向点的引用将使我可以直接访问传递的指针。但是,我被两种方法的区别所困扰。在第二种方法中,尽管指针本身未作为参考传递,但在控制流中使用的本地副本仍然有效。
解决方法
OP问题与call-by-value vs. call-by-reference有关。
语言C(C ++的“ anchestor”)专门提供按值调用。 可以通过使用变量的地址而不是变量本身来模拟缺少的按引用调用。 (当然,resp。函数的参数必须成为指向类型的指针,而不是类型本身。)
因此,指针是按值传递的,但是可以使用其值访问该函数范围之外的内容,并且修改(在其原始存储中完成)将在该函数的返回后幸免。
当C ++从C演变而来时,这一原理已被接管。 但是,C ++像其他可比较的语言(例如Pascal)所知道的那样,添加了按引用调用。
按值调用与按引用调用的简单演示:
#include <iostream>
void callByValue(int a)
{
std::cout
<< "callByValue():\n"
<< " a: " << a << '\n'
<< " a = 123;\n";
a = 123;
std::cout
<< " a: " << a << '\n';
}
void callByRef(int &a)
{
std::cout
<< "callByRef():\n"
<< " a: " << a << '\n'
<< " a = 123;\n";
a = 123;
std::cout
<< " a: " << a << '\n';
}
int main()
{
int b = 0;
std::cout << "b: " << b << '\n';
callByValue(b);
std::cout << "b: " << b << '\n';
callByRef(b);
std::cout << "b: " << b << '\n';
}
输出:
b: 0
callByValue():
a: 0
a = 123;
a: 123
b: 0
callByRef():
a: 0
a = 123;
a: 123
b: 123
说明:
-
a
的更改仅在callByValue()
中具有局部作用,因为a
是按值传递的。 (即,将参数的副本传递给函数。) - 更改
a
会修改callByRef()
中传递的参数,因为a
是通过引用传递的。
容易吗?当然。但是,如果将int
的参数类型a
替换为其他任何类型,例如,这完全相同。 Node*
甚至是Node<T>*
。
我从OPs代码中删除了相关行:
void _insert(Node<T>* &parent,const T &val) { // works
if (!parent)
parent = new Node<T>{val};
如果参数parent
的值为nullptr
,则将为parent
分配一个新创建的Node<T>
的地址。从而,修改了引用传递的指针(变量)。因此,修改在离开函数_insert()
后仍然存在。
另一种选择:
void _insert(Node<T>* parent,const T &val) { // doesn't work,apparently generates nodes indefinitely
if (!parent)
parent = new Node<T>{val};
如果参数parent
的值为nullptr
,则将为parent
分配一个新创建的Node<T>
的地址。从而,指针按值传递。因此,(原始的)变量(在调用中使用了)不会更改-离开函数后仍包含nullptr
。
顺便说一句。据此,创建的Node<T>
的地址丢失了。
(它不再存储在任何地方。)
但是,Node<T>
实例仍然驻留在其分配的内存中,直到进程结束才可以访问,从而降级为一块浪费的内存。
这是memory-leaks可能发生的示例。
请不要将此事实与指针本身“模仿”传递引用相混淆。
指针指向的对象(类型为Node<T>
)的修改(如果不是nullptr
的修改将保持不变。
仔细观察_add()
,似乎只修改了指向对象(类型为Node<T>
),而指针本身没有被修改。
因此,按值传递就足够了。
但是为了_insert()
的正确工作,对parent
本身的修改也必须变得持久。
因此,只有第一种选择可以正常工作。
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