ANSI C -在任意树中查找节点

jhiyze9q  于 2023-03-22  发布在  其他
关注(0)|答案(2)|浏览(75)

我创建了一个简单的测试程序,如下所示(省略了错误检查)。
我的Tree_Find()和Node_Find()函数似乎工作正常,但我想知道是否有更有效的方法来实现同样的事情。

Node.h

typedef struct _Node Node;

Node* Node_Create(int nTag);
void Node_Destroy(Node **ppNode);
void Node_Append(Node **ppParent, Node *pChild);
Node* Node_Find(Node *pNode, int nTag);

树.h

#include "Node.h"

typedef struct _Tree Tree;

Tree* Tree_Create(void);
void Tree_Destroy(Tree **ppTree);
void Tree_Init(Tree *pTree);
Node* Tree_Find(Tree *pTree, int nTag);

Node.c

#include "Node.h"

struct _Node
{
    int nTag;
    struct _Node *pFirstChild;
    struct _Node *pNextSibling;
};

Node* Node_Create(int nTag)
{
    Node *pNode = malloc(sizeof(*pNode));
    pNode->nTag = nTag;
    pNode->pFirstChild = NULL;
    pNode->pNextSibling = NULL;

    return pNode;
}

void Node_Destroy(Node **ppNode)
{
    Node *pNode = NULL;

    if (!ppNode)
        return;

    if ((pNode = *ppNode) == NULL)
        return;

    Node_Destroy(&(pNode->pFirstChild));
    Node_Destroy(&(pNode->pNextSibling));

    free(pNode);
    *ppNode = NULL;
}

void Node_Append(Node **ppParent, Node *pChild)
{
    Node *pLastChild = NULL;

    if (!(*ppParent))
        return;

    if (!((*ppParent)->pFirstChild))
    {
        (*ppParent)->pFirstChild = pChild;

        return;
    }

    pLastChild = (*ppParent)->pFirstChild;
    while (pLastChild->pNextSibling)
        pLastChild = pLastChild->pNextSibling;

    pLastChild->pNextSibling = pChild;
}

Node* Node_Find(Node *pNode, int nTag)
{
    Node *pNodeFound = NULL;

    if (!pNode)
        return NULL;

    if (pNode->nTag == nTag)
        return pNode;

    if ((pNodeFound = Node_Find(pNode->pFirstChild, nTag)) == NULL)
        pNodeFound = Node_Find(pNode->pNextSibling, nTag);

    return pNodeFound;
}

树.c

#include "Tree.h"

struct _Tree
{
    Node *pRoot;
};

Tree* Tree_Create(void)
{
    Tree *pTree = malloc(sizeof(*pTree));

    pTree->pRoot = NULL;

    return pTree;
}

void Tree_Destroy(Tree **ppTree)
{
    Tree *pTree = NULL;

    if (!ppTree)
        return;

    if ((pTree = *ppTree) == NULL)
        return;

    Node_Destroy(&(pTree->pRoot));

    free(pTree);
    *ppTree = NULL;
}

void Tree_Init(Tree *pTree)
{
    Node *p1 = Node_Create(1);
    Node *p2 = Node_Create(2);
    Node *p3 = Node_Create(3);
    Node *p4 = Node_Create(4);
    Node *p5 = Node_Create(5);

    Node_Append(&p1, p2);
    Node_Append(&p1, p3);
    Node_Append(&p3, p4);
    Node_Append(&p3, p5);

    pTree->pRoot = p1;
}

Node* Tree_Find(Tree *pTree, int nTag)
{
    if (!pTree)
        return NULL;

    return Node_Find(pTree->pRoot, nTag);
}

主要.c

#include "Tree.h"

int main(void)
{
    Node *pNodeToFind = NULL;

    Tree *pTree = Tree_Create();

    Tree_Init(pTree);

    pNodeToFind = Tree_Find(pTree, 1);
    pNodeToFind = Tree_Find(pTree, 2);
    pNodeToFind = Tree_Find(pTree, 3);
    pNodeToFind = Tree_Find(pTree, 4);
    pNodeToFind = Tree_Find(pTree, 5);
    pNodeToFind = Tree_Find(pTree, 6); // Not found!

    Tree_Destroy(&pTree);

    return 0;
}
xpszyzbs

xpszyzbs1#

如果你的目标是构建和搜索任意的树,而没有键的顺序,那么你已经完成了所有你能做的事情,除了一件事:你的append方法将有O(n^2)运行时间,其中n是单个节点可能拥有的子节点数。如果维护队列而不是列表,你可以在单位时间内追加。有一个很好的技巧来实现一个队列,在头部只有一个指针,而不是单独的头部和尾部指针。使子列表循环,并让父列表指向循环列表的 tail。那么parent-〉children是tail元素,parent-〉children-〉sibling是head元素,通过这种设置,你可以推到tail元素上,也可以从children列表的head元素上推和弹出,这些操作的代码可以非常优雅,你的append将是常量时间。
或者,你可以将子节点存储在一个自动调整大小的数组中。这会有轻微的存储代价(你需要为每个节点存储一个指针和子节点计数),但是在某些情况下,随机访问子节点会很方便。

irlmq6kh

irlmq6kh2#

正如Linus Torvalds所说,这都是关于数据结构的。你的算法本身不能被优化很多,但你的数据结构可以。重复的指针访问并不便宜,你可以在一个节点中存储一个包含256个对象的数组来提高性能。

相关问题