为什么c++ STL不提供任何“树”容器,用什么代替最好?

我想将对象的层次结构存储为树,而不是使用树来增强性能……


当前回答

在某种程度上,std::map是一棵树(它被要求具有与平衡二叉树相同的性能特征),但它不公开其他树功能。不包含真正的树数据结构的原因可能只是不包含stl中的所有内容。stl可以被视为一个框架,用于实现您自己的算法和数据结构。

一般来说,如果你想要一个基本的库功能,而它不在stl中,修复方法是查看BOOST。

除此之外,还有很多库,这取决于树的需要。

其他回答

我认为没有STL树有几个原因。树是一种递归数据结构,就像容器(列表,向量,集合)一样,具有非常不同的精细结构,这使得正确的选择非常棘手。使用STL也很容易以基本形式构造它们。

一个有限根树可以被认为是一个容器,它有一个值或有效负载,比如一个类A的实例和一个可能为空的根树(子)集合;具有空子树集合的树被认为是叶树。

template<class A>
struct unordered_tree : std::set<unordered_tree>, A
{};

template<class A>
struct b_tree : std::vector<b_tree>, A
{};

template<class A>
struct planar_tree : std::list<planar_tree>, A
{};

人们必须考虑一下迭代器的设计等,以及允许在树之间定义哪些积和积操作并使之高效——原始的STL必须写得很好——这样在默认情况下,空的集合、向量或列表容器就真的是空的。

树在许多数学结构中起着至关重要的作用(参见Butcher、Grossman和Larsen的经典论文;还有康内斯和克里默的论文,他们可以结合的例子,以及他们是如何用来列举的)。认为它们的作用只是促进某些其他行动是不正确的。相反,由于它们作为数据结构的基本角色,它们有助于完成这些任务。

然而,除了树,还有“协同树”;上面这些树都有一个特性,如果你删除根,你就删除了所有东西。

考虑树中的迭代器,它们可能会被实现为一个简单的迭代器堆栈,指向一个节点,以及它的父节点……一直到根部。

template<class TREE>
struct node_iterator : std::stack<TREE::iterator>{
operator*() {return *back();}
...};

但是,你想要多少就可以有多少;它们共同组成了一个“树”,但所有的箭头都指向根,这个协同树可以通过迭代器迭代平凡迭代器和根;但是它不能向下或向下导航(它不知道其他迭代器),也不能删除迭代器集合,除非通过跟踪所有实例。

Trees are incredibly useful, they have a lot of structure, this makes it a serious challenge to get the definitively correct approach. In my view this is why they are not implemented in the STL. Moreover, in the past, I have seen people get religious and find the idea of a type of container containing instances of its own type challenging - but they have to face it - that is what a tree type represents - it is a node containing a possibly empty collection of (smaller) trees. The current language permits it without challenge providing the default constructor for container<B> does not allocate space on the heap (or anywhere else) for an B, etc.

就我个人而言,如果它以一种良好的形式出现在标准中,我会很高兴。

所有STL容器在外部都被表示为具有一种迭代机制的“序列”。 树不遵循这个成语。

"我想把对象的层次结构存储为树"

c++ 11来了又走了,他们仍然认为没有必要提供std::tree,尽管这个想法确实出现了(见这里)。也许他们没有添加的原因是,在现有容器的基础上构建自己的容器非常简单。例如……

template< typename T >
struct tree_node
   {
   T t;
   std::vector<tree_node> children;
   };

一个简单的遍历将使用递归…

template< typename T >
void tree_node<T>::walk_depth_first() const
   {
   cout<<t;
   for ( auto & n: children ) n.walk_depth_first();
   }

如果您想要维护一个层次结构,并且希望它与STL算法一起工作,那么事情可能会变得复杂。您可以构建自己的迭代器并实现一些兼容性,但是许多算法对于层次结构没有任何意义(例如,任何改变范围顺序的东西)。即使是在层次结构中定义一个范围也可能是一件混乱的事情。

在某种程度上,std::map是一棵树(它被要求具有与平衡二叉树相同的性能特征),但它不公开其他树功能。不包含真正的树数据结构的原因可能只是不包含stl中的所有内容。stl可以被视为一个框架,用于实现您自己的算法和数据结构。

一般来说,如果你想要一个基本的库功能,而它不在stl中,修复方法是查看BOOST。

除此之外,还有很多库,这取决于树的需要。

在我看来,这是个疏忽。但是我认为有很好的理由不在STL中包含Tree结构。维护树有很多逻辑,最好将树作为成员函数编写到基本TreeNode对象中。当TreeNode被封装在STL头中时,它会变得更加混乱。

例如:

template <typename T>
struct TreeNode
{
  T* DATA ; // data of type T to be stored at this TreeNode

  vector< TreeNode<T>* > children ;

  // insertion logic for if an insert is asked of me.
  // may append to children, or may pass off to one of the child nodes
  void insert( T* newData ) ;

} ;

template <typename T>
struct Tree
{
  TreeNode<T>* root;

  // TREE LEVEL functions
  void clear() { delete root ; root=0; }

  void insert( T* data ) { if(root)root->insert(data); } 
} ;