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基於順序存儲的多叉樹實現: (5) 兄弟遍歷

編輯:關於C語言

一、類型定義
   在多叉樹中,兄弟遍歷迭代器有只讀、讀寫、只讀反轉、讀寫反轉4種,在mtree容器中的定義如下:
1        typedef sibling_iterator_impl<false,false> sibling_iterator;
2        typedef sibling_iterator_impl<false,true>  reverse_sibling_iterator;
3        typedef sibling_iterator_impl<true,false>  const_sibling_iterator;
4        typedef sibling_iterator_impl<true,true>  const_reverse_sibling_iterator;

二、接口定義
   多叉樹的兄弟遍歷是指訪問給定結點的所有兄弟(包括它自己),下面代碼是兄弟遍歷迭代器的聲明: 
 1        template<bool is_const,bool is_reverse>
 2        class sibling_iterator_impl : public iterator_base_impl<is_const>
 3        {
 4            friend class mtree<T,false>;
 5            typedef iterator_base_impl<is_const> base_type;
 6            typedef typename base_type::node_pointer_type node_pointer_type;
 7            typedef typename base_type::tree_pointer_type tree_pointer_type;
 8            using base_type::tree_;
 9            using base_type::off_;
10            using base_type::root_;
11        public:
12            sibling_iterator_impl();           
13            sibling_iterator_impl(const base_type& iter);
14            sibling_iterator_impl&  operator++();
15            sibling_iterator_impl&  operator--();
16            sibling_iterator_impl operator++(int);
17            sibling_iterator_impl operator--(int);
18            sibling_iterator_impl operator + (size_t off);
19            sibling_iterator_impl& operator += (size_t off);
20            sibling_iterator_impl operator - (size_t off);
21            sibling_iterator_impl& operator -= (size_t off);
22            sibling_iterator_impl begin() const;
23            sibling_iterator_impl end() const;
24        protected:
25            void first(no_reverse_tag);
26            void first(reverse_tag);
27            void last(no_reverse_tag);
28            void last(reverse_tag);
29            void increment(no_reverse_tag);   
30            void increment(reverse_tag);
31            void decrement(no_reverse_tag);       
32            void decrement(reverse_tag);
33        private:
34            void forward_first();
35            void forward_last();
36            void forward_next();
37            void forward_prev();
38        };

三、接口實現
  下面重點講述兄弟遍歷中4種定位方法的具體實現,隨後列出其它所有方法的實現代碼。
   (1)forward_first:求正向第一個兄弟,就是其父結點的第一個孩子,代碼如下:
1    template<typename T>
2    template<bool is_const,bool is_reverse>
3    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::forward_first()
4    {
5        node_pointer_type p_node = &(*tree_)[root_];
6        off_ = root_ + p_node->first_child_;
7    }
   (2)forward_last:求正向最後一個兄弟,就是其父結點的最後一個孩子,代碼如下:    
1    template<typename T>
2    template<bool is_const,bool is_reverse>
3    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::forward_last()
4    {
5        node_pointer_type p_node = &(*tree_)[root_];
6        off_ = root_ + p_node->last_child_;
7    }
(3)forward_next:求正向下一個兄弟,如果當前結點存在右兄弟,那麼就是它的右兄弟,否則返回end,代碼如下:
1    template<typename T>
2    template<bool is_const,bool is_reverse>
3    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::forward_next()
4    {
5        node_pointer_type p_node = &(*tree_)[off_];
6        p_node->next_sibling_ ? off_ += p_node->next_sibling_ : off_ = tree_->size();
7    }
   (4)forward_prev:求正向前一個結點,如果當前結點存在左兄弟,那麼就是它的左兄弟,否則返回end,代碼如下:
1    template<typename T>
2    template<bool is_const,bool is_reverse>
3    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::forward_prev()
4    {
5        node_pointer_type p_node = &(*tree_)[off_];
6        p_node->prev_sibling_ ? off_ -= p_node->prev_sibling_ : off_ = tree_->size();
7    }
   (5)構造函數的實現,代碼如下:
 1    template<typename T>
 2    template<bool is_const,bool is_reverse>
 3    inline mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::sibling_iterator_impl()
 4        :base_type()
 5    {
 6    }
 7    template<typename T>
 8    template<bool is_const,bool is_reverse>
 9    inline mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::sibling_iterator_impl(const base_type& iter)
10        :base_type(iter)
11    {
12        if (!iter.is_null())
13        {
14            node_pointer_type p_node = &(*tree_)[off_];
15            p_node->parent_ ? root_ = off_ - p_node->parent_: root_ = tree_->size();
16        }
17       
18    }
   在上面有參構造函數中,如果結點非空,會計算保存其父結點的偏移量,存於成員變量root_中,如果不存在父結點(當為根結點時),root_等於size()。
   (6)公有方法的實現,代碼如下:
 1    template<typename T>
 2    template<bool is_const,bool is_reverse>
 3    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>&
 4        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator++()
 5    {
 6        increment(typename reverse_trait<is_reverse>::type());
 7        return *this;
 8    }
 9    template<typename T>
10    template<bool is_const,bool is_reverse>
11    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>&
12        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator--()
13    {
14        decrement(typename reverse_trait<is_reverse>::type());
15        return *this;
16    }
17    template<typename T>
18    template<bool is_const,bool is_reverse>
19    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>
20        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator++(int)
21    {
22        sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse> iter(*this);
23        ++(*this);
24        return iter;
25    }
26    template<typename T>
27    template<bool is_const,bool is_reverse>
28    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>
29        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator--(int)
30    {
31        sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse> iter(*this);
32        --(*this);
33        return iter;
34    }
35    template<typename T>
36    template<bool is_const,bool is_reverse>
37    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>
38        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator + (size_t off)
39    {
40        sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse> iter(*this);
41        iter += off;
42        return iter;
43    }
44    template<typename T>
45    template<bool is_const,bool is_reverse>
46    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>&
47        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator += (size_t off)
48    {
49        while (off)
50        {
51            if (base_type::is_null()) break;
52            ++(*this); --off;
53        }
54        return *this;
55    }
56    template<typename T>
57    template<bool is_const,bool is_reverse>
58    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>
59        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator - (size_t off)
60    {
61        sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse> iter(*this);
62        iter -= off;
63        return iter;
64    }
65    template<typename T>
66    template<bool is_const,bool is_reverse>
67    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>&
68        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::operator -= (size_t off)
69    {
70        while (off)
71        {
72            if (base_type::is_null()) break;
73            --(*this); --off;
74        }
75        return *this;
76    }
77    template<typename T>
78    template<bool is_const,bool is_reverse>
79    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>
80        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::begin() const
81    {
82        sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse> iter(*this);
83        iter.first(typename reverse_trait<is_reverse>::type());
84        return iter;
85    }
86    template<typename T>
87    template<bool is_const,bool is_reverse>
88    inline typename mtree<T,false>::template sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>
89        mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::end() const
90    {
91        sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse> iter(*this);
92        if (tree_)
93        {
94            iter.off_ = tree_->size();
95        }
96        return iter;
97    }
   (7)間隔層定位方法的實現,代碼如下:

 1    template<typename T>
 2    template<bool is_const,bool is_reverse>
 3    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::first(no_reverse_tag)
 4    {
 5        assert(tree_&&root_<=tree_->size());
 6        if (root_!=tree_->size())
 7            forward_first();
 8        else
 9            off_ = 0;
10    }
11    template<typename T>
12    template<bool is_const,bool is_reverse>
13    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::first(reverse_tag)
14    {
15        assert(tree_&&root_<=tree_->size());
16        if (root_!=tree_->size())
17            forward_last();
18        else
19            off_ = 0;
20    }
21    template<typename T>
22    template<bool is_const,bool is_reverse>
23    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::last(no_reverse_tag)
24    {
25        assert(tree_&&root_<=tree_->size());
26        if (root_!=tree_->size())
27            forward_last();
28        else
29            off_ = 0;
30    }
31    template<typename T>
32    template<bool is_const,bool is_reverse>
33    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::last(reverse_tag)
34    {
35        assert(tree_&&root_<=tree_->size());
36        if (root_!=tree_->size())
37            forward_first();
38        else
39            off_ = 0;
40    }
41    template<typename T>
42    template<bool is_const,bool is_reverse>
43    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::increment(no_reverse_tag)
44    {
45        assert(tree_&&off_<=tree_->size());
46        off_!=tree_->size() ? forward_next() : first(no_reverse_tag());
47    }
48    template<typename T>
49    template<bool is_const,bool is_reverse>
50    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::increment(reverse_tag)
51    {
52        assert(tree_&&off_<=tree_->size());
53        off_!=tree_->size() ? forward_prev() : first(reverse_tag());
54    }
55    template<typename T>
56    template<bool is_const,bool is_reverse>
57    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::decrement(no_reverse_tag)
58    {
59        assert(tree_&&off_<=tree_->size());
60        off_!=tree_->size() ? forward_prev() : last(no_reverse_tag());
61    }
62    template<typename T>
63    template<bool is_const,bool is_reverse>
64    inline void mtree<T,false>::sibling_iterator_impl<is_const,is_reverse>::decrement(reverse_tag)
65    {
66        assert(tree_&&off_<=tree_->size());
67        off_!=tree_->size() ? forward_next() : last(reverse_tag());
68    }

四、使用示例
   (1)正向遍歷某結點的兄弟,代碼如下:

1    mtree<int,false>::iterator_base node;
2    mtree<int,false>::sibling_iterator it = node;
3    mtree<int,false>::sibling_iterator last = --it.end();
4    for (it = it.begin();it!=it.end();++it)
5    {
6        cout << *it;
7        if (it!=last)
8            cout <<" ";
9    }
   (2)反向遍歷某結點的兄弟,代碼如下:
1    mtree<int,false>::iterator_base node;
2    mtree<int,false>::reverse_sibling_iterator r_it = node;
3    mtree<int,false>::reverse_sibling_iterator r_last = --r_it.end();
4    for (r_it = r_it.begin();r_it!=r_it.end();++r_it)
5    {
6        cout << *r_it;
7        if (r_it!=r_last)
8            cout <<" ";
9    }

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