如何在C++中实现按级别计数/显示节点的功能

How to implement a function to count/display nodes by level in C++

本文关键字：显示 节点 功能 C++ 实现      更新时间：2023-10-16

我在一本在线书中得到了这个作业，但我无法弄清楚。我想我必须使用某种BFS或DFS，但我不知道该怎么做。

我没有尝试过很多东西，害怕浪费太多时间，但我尝试的是使用从节点开始的迭代并使用大量 if 语句来查找我需要的节点上的不同值，但它根本不起作用。

string CharacterAnalyzer::nodeCountByLevel(nodeptr_t const node) const {
/* TODO (1):
* Return a formatted string of the node count at each level. For example for the 
* text "Hello all!" the string will be:
* 
* Each line is terminated with a newline.
* 
* Node count by level:
*    Level 1: TN(1), LRN(2), LON(0), RON(0), LN(0)
*    Level 2: TN(2), LRN(0), LON(1), RON(1), LN(0)
*    Level 3: TN(2), LRN(0), LON(0), RON(0), LN(2)
*
* where 
* TN - level node count
* LRN - two child node count
* LON - left only child count
* RON - right only child count
* LON - leaf node count
*/
}// end nodeCountByLevel()
////////////////////////
//The accompanying code in .h
////////////////////////
bool hasTwoChildren(nodeptr_t const node) const    { return (node->left && node->right);   }// end hasTwoChildren()
bool hasLeftChildOnly(nodeptr_t const node) const  { return (node->left && !node->right);  }// end hasLeftChildOnly()
bool hasRightChildOnly(nodeptr_t const node) const { return (node->right && !node->left);  }// end hasRightChildOnly()
bool isLeaf(nodeptr_t const node) const            { return (!node->left && !node->right); }// end isLeaf()

实现 DFS 的一种方法是使用递归函数，如下所示

void depth_first_search(const nodeptr_t node)
{
// Do something with node
// ...
if (node->left)
depth_first_search(node->left);
if (node->right)
depth_first_search(node->right);
}

您可以轻松地使此功能知道它的深度

如下
void depth_first_search(const nodeptr_t node, unsigned depth)
{
// Do something with node and depth
// ...
if (node->left)
depth_first_search(node->left, depth + 1);
if (node->right)
depth_first_search(node->right, depth + 1);
}

在您的情况下，"做某事"是用它在此深度遇到的节点类型的计数更新某个容器(例如std::vector)。为此，您当然需要从函数内部访问此结构。这可以通过以下任一方式实现

  • 使容器(或指向它的指针或引用)成为全局变量
  • 在将容器作为成员的类中实现depth_first_search
  • 将容器作为附加参数传递给depth_first_search

最后一个选项的一个变体是使用"访客模式"，如下所示

void depth_first_search(const nodeptr_t node, unsigned depth, Visitor& visitor)
{
// Do something with node and depth
// ...
visitor.visit(node, depth);
if (node->left)
depth_first_search(node->left, depth + 1, visitor);
if (node->right)
depth_first_search(node->right, depth + 1, visitor);
}

从Visitor派生的一些类现在确切地知道如何处理节点和深度信息(例如，对它们进行计数并将结果存储在容器中)。这样做的好处是，如果你下次需要对节点做一些不同的事情，你只需实现一个新的访问者。

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