Copiar construtor para uma árvore binária C ++

Question

Eu tenho uma aula de árvore com a seguinte definição:

class Tree {
  Tree();
private:
  TreeNode *rootPtr;
}

Treenode representa um nó e possui dados, leftptr e RightPtr.

Como faço para criar uma cópia de um objeto de árvore usando um construtor de cópia? Eu quero fazer algo como:

Tree obj1;
//insert nodes

Tree obj2(obj1); //without modifying obj1.

Qualquer ajuda é apreciada!

Answer 1

Pseudo-código:

struct Tree {
  Tree(Tree const& other) {
    for (each in other) {
      insert(each);
    }
  }

  void insert(T item);
};

Exemplo concreto (alterando a maneira como você anda na árvore é importante saber, mas prejudica a mostra como a cópia funciona e pode estar fazendo muito da lição de casa de alguém aqui):

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

template<class Type>
struct TreeNode {
  Type data;
  TreeNode* left;
  TreeNode* right;

  explicit
  TreeNode(Type const& value=Type()) : data(value), left(0), right(0) {}
};

template<class Type>
struct Tree {
  typedef TreeNode<Type> Node;

  Tree() : root(0) {}
  Tree(Tree const& other) : root(0) {
    std::vector<Node const*> remaining;
    Node const* cur = other.root;
    while (cur) {
      insert(cur->data);
      if (cur->right) {
        remaining.push_back(cur->right);
      }
      if (cur->left) {
        cur = cur->left;
      }
      else if (remaining.empty()) {
        break;
      }
      else {
        cur = remaining.back();
        remaining.pop_back();
      }
    }
  }
  ~Tree() {
    std::vector<Node*> remaining;
    Node* cur = root;
    while (cur) {
      Node* left = cur->left;
      if (cur->right) {
        remaining.push_back(cur->right);
      }
      delete cur;
      if (left) {
        cur = left;
      }
      else if (remaining.empty()) {
        break;
      }
      else {
        cur = remaining.back();
        remaining.pop_back();
      }
    }
  }

  void insert(Type const& value) {
    // sub-optimal insert
    Node* new_root = new Node(value);
    new_root->left = root;
    root = new_root;
  }

  // easier to include simple op= than either disallow it
  // or be wrong by using the compiler-supplied one
  void swap(Tree& other) { std::swap(root, other.root); }
  Tree& operator=(Tree copy) { swap(copy); return *this; }

  friend
  ostream& operator<<(ostream& s, Tree const& t) {
    std::vector<Node const*> remaining;
    Node const* cur = t.root;
    while (cur) {
      s << cur->data << ' ';
      if (cur->right) {
        remaining.push_back(cur->right);
      }
      if (cur->left) {
        cur = cur->left;
      }
      else if (remaining.empty()) {
        break;
      }
      else {
        cur = remaining.back();
        remaining.pop_back();
      }
    }
    return s;
  }

private:
  Node* root;
};

int main() {
  using namespace std;

  Tree<int> a;
  a.insert(5);
  a.insert(28);
  a.insert(3);
  a.insert(42);
  cout << a << '\n';      

  Tree<int> b (a);
  cout << b << '\n';

  return 0;
}

Answer 2

Depende se você deseja um raso ou profundo cópia de. Supondo uma cópia profunda, você precisa copiar o que quer que esteja nas "folhas" penduradas em um TreeNode objeto; Então, idealmente, a funcionalidade deve estar em TreeNode (a não ser que Tree é uma aula de amizade de TreeNode que você projetou para estar profundamente familiarizado com sua implementação, o que geralmente é o caso, é claro ;-). Supondo algo como ...:

template <class Leaf>
class TreeNode {
  private:
    bool isLeaf;
    Leaf* leafValue;
    TreeNode *leftPtr, *rightPtr;
    TreeNode(const&Leaf leafValue);
    TreeNode(const TreeNode *left, const TreeNode *right);
  ...

Então você pode adicionar a isso um

  public:
    TreeNode<Leaf>* clone() const {
      if (isLeaf) return new TreeNode<Leaf>(*leafValue);
      return new TreeNode<Leaf>(
        leftPtr? leftPtr->clone() : NULL,
        rightPtr? rightPtr->clone() : NULL,
      );
    }

Se Tree está cuidando desse nível de funcionalidade (como uma aula de amizade); obviamente, você terá o equivalente exato, mas com o nó sendo clonado como um arg explícito.

Answer 3

Duas opções básicas:

Se você tiver um iterador disponível, simplesmente iterar sobre os elementos da árvore e inserir cada um manualmente, como R. Pate descreveu. Se a sua classe de árvores não tomar medidas explícitas para equilibrar a árvore (por exemplo, AVL ou rotações vermelhas-pretas), você acabará efetivamente com uma lista vinculada de nós dessa maneira (ou seja, todos os ponteiros da esquerda serão nulos ). Se você está equilibrando sua árvore, efetivamente fará o trabalho de equilíbrio duas vezes (já que já precisava descobrir na árvore de origem da qual está copiando).

Uma solução mais rápida, mas mais confusa e mais propensa a erros, seria construir a cópia para baixo, fazendo uma travessia de largura ou profundidade da estrutura da árvore de origem. Você não precisaria de rotações de equilíbrio e acabaria com uma topologia idêntica de nós.

Answer 4

Aqui está outro exemplo que usei com uma árvore binária. Neste exemplo, o nó e a árvore são definidos em classes separadas e um copyHelper função recursiva ajuda o copyTree função. O código não está concluído, tentei colocar apenas o que era necessário para entender como as funções são implementadas.

CopyHelper:

void copyHelper( BinTreeNode<T>* copy, BinTreeNode<T>* originalNode ) {
    if (originalTree == NULL)
        copy = NULL;
    else {
        // set value of copy to that of originalTree
        copy->setValue( originalTree->getValue() );
        if ( originalTree->hasLeft() ) {
            // call the copyHelper function on a newly created left child and set the pointers
            // accordingly, I did this using an 'addLeftChild( node, value )' function, which creates
            // a new node in memory, sets the left, right child, and returns that node. Notice
            // I call the addLeftChild function within the recursive call to copyHelper.
            copyHelper(addLeftChild( copy, originalTree->getValue()), originalTree->getLeftChild());
        }
        if ( originalTree->hasRight() ) { // same with left child
            copyHelper(addRightChild(copy, originalTree->getValue()), originalTree->getRightChild());
        }
    } // end else
} // end copyHelper

cópia de: retorna um ponteiro para a nova árvore

Tree* copy( Tree* old ) {
    Tree* tree = new Tree();
    copyHelper( tree->root, oldTree->getRoot() );
    // we just created a newly allocated tree copy of oldTree!
    return tree;
} // end copy

Uso:

Tree obj2 = obj2->copy(obj1);

Espero que isso ajude alguém.

Answer 5

Quando sua classe tem um ponteiro apontando para a memória alocada dinamicamente, no construtor de cópias dessa classe, você precisa alocar memória para o objeto recém -criado. Então você precisa inicializar a memória recém -alocada com qualquer outro ponteiro apontando. Aqui está um exemplo de como você precisa lidar com uma classe com memória alocada dinamicamente:

class A
{
    int *a;
public:
    A(): a(new int) {*a = 0;}
    A(const A& obj): a(new int)
    {
        *a = *(obj.a);
    }
    ~A() {delete a;}

    int get() const {return *a;}
    void set(int x) {*a = x;}
};

Answer 6

Você pode tentar algo como (não testado)

class Tree {

  TreeNode *rootPtr;
  TreeNode* makeTree(Treenode*);
  TreeNode* newNode(TreeNode* p)
  {
   TreeNode* node = new Treenode ;
   node->data = p->data ;
   node->left = 0 ;
   node->right = 0 ;
  }
  public:
  Tree(){}
  Tree(const Tree& other)
  {
   rootPtr = makeTree(other.rootPtr) ;
  }
  ~Tree(){//delete nodes}
};

TreeNode* Tree::makeTree(Treenode *p)
{
 if( !p )
 {
  TreeNode* pBase = newNode(p); //create a new node with same data as p
  pBase->left = makeTree(p->left->data);
  pBase->right = makeTree(p->right->data);
  return pBase ;
 }
 return 0 ;
}