談一談二叉搜索樹中序迭代器的關鍵設計

以前在完成TinySTL項目中二叉搜索樹的設計時發現要想完成其中序迭代器的設計，關鍵的一步是完成迭代器的++操做，當實現了這個操做時那麼這個迭代器的90%的操做均可以很快的完成了。

下面先來看看node的定義：

        struct node{
            typedef T value_type;
            T data_;
            node *left_;
            node *right_;
            explicit node(T d = T(), node *l = 0, node *r = 0)
                :data_(d), left_(l), right_(r){}
        };

在二叉樹中有：

下面來看看我是怎樣實現++操做的。

首先是初始化迭代器：

 1         template<class T>
 2         bst_iter<T>::bst_iter(const T *ptr, cntrPtr container)
 3             :ptr_(ptr), container_(container){
 4             if (!ptr_)
 5                 return;
 6             auto temp = container_->root_;
 7             while (temp && temp != ptr_ && temp->data_ != ptr_->data_){
 8                 parent_.push(temp);
 9                 if (temp->data_ < ptr_->data_){
10                     //temp向右走說明temo指向的父節點不須要再次訪問了
11                     visited_.insert(temp);//add 2015.01.14
12                     temp = temp->right_;
13                 }
14                 else if (temp->data_ > ptr_->data_){
15                     temp = temp->left_;
16                 }
17             }
18         }

在初始化的過程當中傳入任意的樹中節點指針ptr，而後從root開始沿着向下的方向用一個棧parent_來依次記錄節點的父節點，同時我用一個set visited_來記錄父節點相對於這個節點來講是不是已經訪問過的狀態，當節點處於這個父節點的右子樹中時這個節點被記錄。根據中序遍歷的定義來看，當要訪問任意節點的下一個節點的時候，若是節點還有右子樹未訪問則跳轉到右子樹的最小節點，當節點沒有右子樹的時候咱們須要沿着父節點的順序後退，此時不是全部的父節點都須要訪問的，只有當節點處於父節點的左子樹時，此時這個父節點才須要訪問。

 1         template<class T>
 2         bst_iter<T>& bst_iter<T>::operator ++(){
 3             visited_.insert(ptr_);//此node被訪問
 4             if (ptr_->right_){//此node還有右子樹
 5                 //rvisited_.insert(ptr_);
 6                 parent_.push(ptr_);
 7                 ptr_ = ptr_->right_;
 8                 while (ptr_ && ptr_->left_){
 9                     parent_.push(ptr_);
10                     ptr_ = ptr_->left_;
11                 }
12             }else{//node無右子樹則只能向父節點路徑移動
13                 ptr_ = 0;//add 2015.01.14
14                 while (!parent_.empty()){
15                     ptr_ = parent_.top();
16                     parent_.pop();
17                     if (visited_.count(ptr_) == 0){//父節點還沒有訪問,此時ptr_指向此節點
18                         visited_.insert(ptr_);
19                         break;
20                     }
21                     ptr_ = 0;//設爲哨兵
22                 }//end of while
23             }//end of if
24             return *this;
25         }

第4-11行代碼處理節點有右子樹的狀況。第12-23行代碼處理節點無右子樹須要向父節點移動的狀況。