C使用结构指针递归构建树

Question

我现在正在实现模拟N体问题的Barnes-Hut算法。我只想问关于建筑树的部分。

我做了两个函数来为它构建树。

我递归地构建树，并在构建时打印每个节点的数据，一切看起来都是正确的，但当程序返回到主函数时，只有树的根和根的子节点存储值。其他节点的值没有被存储，这很奇怪，因为我在递归过程中打印了它们，它们应该被存储。

这是经过修改的代码的一部分，我认为问题可能在哪里：

#include<...>
typedef struct node{
    int data;
    struct node *child1,*child2;
}Node;
Node root; // a global variable
int main(){
    .
    set_root_and_build(); // is called not only once cuz it's actually in a loop
    traverse(&root);
    .
}

下面是函数set_root_and_build（）：

我已经将子指针设置为NULL，但是一开始并没有显示出来。

void set_root_and_build(){
    root.data = ...;
    ..// set child1 and child2 =NULL;
    build(&root,...); // ... part are values of data for it's child 
}

并构建：

void build(Node *n,...){
    Node *new1, *new2 ;
    new1 = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    new2 = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    ... // (set data of new1 and new2 **,also their children are set NULL**)
    if(some condition holds for child1){ // else no link, so n->child1 should be NULL
        build(new1,...);
        n->child1 = new1;
        //for debugging, print data of n->child1 & and->child2
    }
    if(some condition holds for child2){ // else no link, so n->child2 should be NULL
        build(new2,...);
        n->child1 = new2;
        //for debugging, print data of n->child1 & and->child2
    }
}

树中的节点可能有1~2个孩子，这里不是所有的节点都有2个孩子。

程序在构建（）函数递归中打印出正确的数据，但当它返回到main函数并调用遍历（）时，由于分段错误而失败。

我尝试在traverse（）中打印所有内容，发现只有根和根。child1，根。child2存储的值与我提到的一样。

由于我必须多次调用Build（），即使并行调用，new1和new2也不能定义为全局变量。（但我不认为它们会导致这里的问题）。

有人知道哪里出错了吗？

带有调试信息的遍历部分:

void traverse(Node n){
    ...//print out data of n
    if(n.child1!=NULL)
        traverse(*(n.child1))
    ...//same for child2
}

Answer 1

遍历树的问题是，在找到一个NULL节点指针之前，您必须处理树。

不幸的是，当您创建节点时，这些节点既不是用malloc（）初始化的，也不是用new初始化的（它将用calloc（（）<-code>初始化，但cpp代码中的这种做法与maloc（）一样糟糕）。因此，您的遍历将继续在随机指针的梦幻世界中循环/递归。

我建议你利用cpp的优势，稍微改变你的结构：

struct Node {   // that's C++:  no need for typedef
    int data;
    struct node *child1,*child2;
    Node() : data(0), child1(nullptr), child2(nullptr) {} // Makes sure that every created are first initalized
};

然后再把你的老马洛克扔掉。并构造代码以避免不必要的分配：

if(some condition holds for child1){ // else no link, so n->child1 should be NULL
    new1=new Node; // if you init it here, no need to free in an else !!
    build(new1,...);
    n->child1 = new1;
    ...
}
if (... child2) { ... }

但是，请注意，使用< code>new分配的点应使用< code>delete释放，并使用< code>free()注释。

编辑：您的代码片段不匹配：

traverse(&root);  // you send here a Node* 

void traverse(Node n){  // but your function defines an argument by value !
   ...
}

检查你没有忽略来自编译器的一些警告，并且你的代码中没有滥用强制转换。

Answer 2

当条件不成立时，您可能没有正确设置n的子级。您可能需要这样做：

void set_root_and_build()
{
    root.data = ...;
    build(&root,...); // ... part are values of data for it's child 
}

void build(Node *n,...)
{
    n->child1 = n->child2 = NULL;

    Node *new1, *new2;
    new1 = (Node*) malloc(sizeof(Node));
    new2 = (Node*) malloc(sizeof(Node));

    // set data of new1 and new2 somehow (read from stdin?)

    if (some condition holds for new1) 
    {
        n->child1 = new1;
        build(n->child1,...);
        //for debugging, print data of n->child1
    }
    else
      free(new1);  // or whatever else you need to do to reclaim new1

    if (some condition holds for new2)
    {
        n->child2 = new2; 
        build(n->child2,...);
        //for debugging, print data of n->child2
    }
    else
      free(new2);  // or whatever else you need to do to reclaim new2
}

当然，您还应该检查malloc()的返回值并处理错误。

此外，您的遍历有点奇怪，因为它通过复制而不是引用递归。你有理由这么做吗？如果不是，那么也许你想要：

void traverse(Node *n)
{
    ...//print out data of n
    if (n->child1 != NULL)
        traverse(n->child1)
    ...//same for child2
}