C使用结构指针递归构建树

Question

我现在正在实现Barnes-Hut Algorithms以模拟N体问题。我只想问一下建筑树部分。

我为它构建树有两个功能。

我递归地构建树，并在构建时打印每个节点的数据，一切似乎都正确，但是当程序返回到主函数时，只有树的根和根的子级存储该值。其他节点的值未存储，这很奇怪，因为我在递归过程中打印了它们，所以它们应该已经存储了。

这里是经过修改的部分代码，我认为问题可能出在哪里：

#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);
    .
}

这里是函数set_root_and_build（）：

我已将子指针设置为NULL，但最初并未显示它。

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

和构建：

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，这里不是全部都有2个孩子。

程序在build()函数递归中时将打印出正确的数据，但是当它返回到主函数并调用traverse()时，由于分段错误而失败。

[我试图在traverse()中打印所有内容，发现只有root和root.child1，root.child2像我之前提到的那样存储值。

由于必须多次调用build()，甚至并行调用，所以不能将new1和new2定义为全局变量。 （但我认为它们不会在这里引起问题）。

有人知道哪里出了问题吗？

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

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：

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，因为它遍历是复制而不是引用。您这样做有充分的理由吗？如果没有，那么也许您想要：

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

Answer 2

您的树遍历中的问题是，您肯定会处理树，直到找到一个节点指针为NULL。

[不幸的是，在创建节点时，既没有使用malloc()也没有使用new初始化它们（它将用calloc()初始化，但是cpp代码中的这种做法与malloc()一样糟糕）。因此，遍历继续在虚无指针的虚无循环中循环/递归。

我建议您利用cpp的优势，并将您的结构稍微更改为：

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
};

然后删除旧的malloc。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，分配给new的诗人应与delete一起释放，并注意与free()一起。

编辑：您的代码段不匹配：

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

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

请检查您是否没有超出编译器的某些警告，并且您的代码中没有滥用的强制转换。