我试图交换二叉树中的两个节点A
和B
,以便它们实际存储在内存中的位置发生变化,但树拓扑不变。我添加了特殊处理来将节点与其父节点交换,但它似乎仍然不起作用。我将 Valgrind 与 vgdb 结合使用,这样我就可以捕获内存错误并获得一致的地址。如果我有一棵像这样的树
78
\
40
/ \
5c c5
然后我尝试交换 A=40
和 B=5c
,链接变得困惑。具体来说,40->右
。在其上设置一个观察点(watch -l
),我发现40->right
被设置为5c->right
( >NULL
) 由 memcpy
本来应该是这样,但后来它也被 if(a_l.left == 更改为
这显然是不可能的。当我在汇编中使用 A
b){movq
而不是 movb
时,我有一个观察点报告了这样的错误行,但我很确定我的尺寸是正确的时间,因为我一开始没有,它没有通过任何交换,但我修复了它,现在它通过了大约一打。每次操作后我都会对树进行健全性检查,因此错误就在这里。这是我可以管理的最简单的演示:
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
typedef struct avl_node avl_node;
struct avl_node{
avl_node *left, *right, *parent;
signed char balance;
char data[];
};
avl_node *avl_root(avl_node *n){
while(n && n->parent){
n = n->parent;
}
return n;
}
inline static int avl_check_links(avl_node *n){
if(!n)return 1;
if(n->left){
if(n->left->parent != n){
return 0;
}
if(!avl_check_links(n->left)){
return 0;
}
}
if(n->right){
if(n->right->parent != n){
return 0;
}
if(!avl_check_links(n->right)){
return 0;
}
}
return 1;
}
void avl_swap_nodes(avl_node *a, avl_node *b, size_t size){
avl_node a_l = *a, b_l = *b;
char tmp[sizeof(avl_node) + size];
memcpy(tmp, a, sizeof(avl_node) + size);
memcpy(a, b, sizeof(avl_node) + size);
memcpy(b, tmp, sizeof(avl_node) + size);
if(a_l.left){
a_l.left->parent = b;
}
if(a_l.right){
a_l.right->parent = b;
}
if(b_l.left){
b_l.left->parent = a;
}
if(b_l.right){
b_l.right->parent = a;
}
if(a_l.parent){
if(a_l.parent->left == a){
a_l.parent->left = b;
}else{
a_l.parent->right = b;
}
}
if(b_l.parent){
if(b_l.parent->left == b){
b_l.parent->left = a;
}else{
b_l.parent->right = a;
}
}
if(a_l.parent == b){
if(b_l.left == a){
b->left = a_l.left;
a->left = b;
}else{
b->right = a_l.right;
a->right = b;
}
a->parent = b_l.parent;
b->parent = a;
}else if(b_l.parent == a){//GDB stops here on a watch -l a->right
if(a_l.left == b){
a->left = b_l.left;
b->left = a;
}else{
a->right = b_l.right;
b->right = a;
}
b->parent = a_l.parent;
a->parent = b;
}
assert(avl_check_links(avl_root(a)));
assert(avl_check_links(avl_root(b)));
}
int main(void){
avl_node a, b, c, d;
a = (avl_node){.right=&b};
b = (avl_node){.left=&c, .right=&d, .parent=&a};
c = (avl_node){.parent=&b};
d = (avl_node){.parent=&b};
assert(avl_check_links(avl_root(&a)));
avl_swap_nodes(&b, &c, 0);
}
为什么 GDB 停在错误的行上?我认为这可能与我使用 vgdb 有关:当我单步执行时,它也会跳过一些行。另外为什么a->right
要第二次改变呢?谢谢。
您可以通过执行 gcc -g -o main main.c
, valgrind --vgdb=yes - 来使该文件与最新版本的 gcc、gdb 和 valgrind 一起运行-vgdb-error=0 ./main&
, gdb main
, tar rem | vgdb
、b avl_swap_nodes
、c
、watch -l a->right
,然后通过以下方式整齐地摆脱 vgdb 进程重复执行 c
,然后 Ctrl-d
或 kill
,然后 Ctrl-d
。
最佳答案
我明白了这一点,但这并不有趣,所以我要回答我自己的问题。节点交换代码错误。这是一个有效的版本
#include <stddef.h>
void avl_swap_nodes(avl_node *a, avl_node *b, size_t size){
avl_node a_l = *a, b_l = *b;
char tmp[offsetof(avl_node, data) + size];
memcpy(tmp, a, offsetof(avl_node, data) + size);
memcpy(a, b, offsetof(avl_node, data) + size);
memcpy(b, tmp, offsetof(avl_node, data) + size);
if(a_l.parent == b){
if(b_l.left == a){
a->left = b;
}else{
a->right = b;
}
b->parent = a;
if(a->parent){
if(a->parent->left == b){
a->parent->left = a;
}else{
a->parent->right = a;
}
}
}else if(b_l.parent == a){
if(a_l.left == b){
b->left = a;
}else{
b->right = a;
}
a->parent = b;
if(b->parent){
if(b->parent->left == a){
b->parent->left = b;
}else{
b->parent->right = b;
}
}
}else{
if(a->parent){
if(b->parent == a->parent){
if(a->parent->left == b){
a->parent->left = a;
b->parent->right = b;
}else{
a->parent->right = a;
b->parent->left = b;
}
}else{
if(a->parent->left == b){
a->parent->left = a;
}else{
a->parent->right = a;
}
}
}
if(b->parent && b->parent != a->parent){
if(b->parent->left == a){
b->parent->left = b;
}else{
b->parent->right = b;
}
}
}
if(a->left){
a->left->parent = a;
}
if(a->right){
a->right->parent = a;
}
if(b->left){
b->left->parent = b;
}
if(b->right){
b->right->parent = b;
}
ASSERT_ALL(avl_root(a));
ASSERT_ALL(avl_root(b));
}
GDB 在错误的行上报告观察点的原因是因为先前的内存写入溢出。例如,当您在汇编中使用 movq
而不是 movb
时,或者当您执行 char a; 时,就会发生这种情况。 ((int*)&a) = (int)0;
在 C 语言中,或者当您 memcpy
超出您的预期时。最后一个是导致我的代码出现问题的原因。考虑 struct struct A{int a; char b[];);
。由于结构填充,sizeof(struct A)
可能为 8,但 offsetof(struct A, b)
可能为 4。因此,如果我们计算 的大小struct A
与最后的灵活数组中的数据一起通过将数据大小添加到 sizeof(struct A)
中,我们将计算出比应有的值大 4 个字节的值。解决方案是使用 offsetof(struct A, b);
代替。
GDB 跳行的原因是因为我使用的是 valgrind --vgdb=yes
而不是 valgrind --vgdb=full
。
关于c - 为什么交换二叉树节点时 GDB 观察点会停在不相关的行上?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/36730103/