c++ - 为 C++ 二叉搜索树使用智能指针

Question

我已经用 C++ 实现了二叉搜索树。我没有使用裸指针指向子节点，而是使用了 std::shared_ptr .树的节点实现如下

struct treeNode;
typedef std::shared_ptr<treeNode> pTreeNode;

struct treeNode {
    T key;
    pTreeNode left;
    pTreeNode right;
    treeNode(T key) : key(key), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

从 BST 中删除一个节点时，其中一种情况是该节点只有一个 child 。节点简单地被这个 child 替换，如下所示:

             |        remove node                  
            node      --------->     |
               \                    right 
              right                

在类似的 Java 实现中，这可以编码为:

node = node.getRight();

在我的 C++ 实现中它是:

node = node->right;

节点的类型是 pTreeNode .

在 pTreeNode 上调用 = 运算符时( std::shared_ptr<TreeNode> ), node的析构函数将被调用。指向底层的共享指针数量 TreeNode是 1，因此 TreeNode被摧毁释放它的内存。当 TreeNode (默认)析构函数被调用，它的每个成员都被销毁。这肯定会导致 pTreeNode right成员被销毁。问题是 node->right是分配给 node 的内容.在测试我的 BST 时，它似乎工作正常，没有错误/内存泄漏。

• 我正在做的事情不安全吗？
• 如果它不安全，我该怎么做才能解决这个问题？

我认为可能有用的“hack”是制作另一个指针以增加其引用计数。这是一个合适的解决方案吗？

//increase reference to node->right by 1 so it doesn't get destroyed
pTreeNode temp(node->right);
node = node->right;

Answer 1

你显然假设，在

node = right;

shared_ptr 的赋值运算符可能会在从right 完成读取之前减少节点的计数(或在增加right 使用的引用计数之前) .但是，根据cppreference，使用

template<typename T>
template<typename U>
std::shared_ptr<T> &std::shared_ptr<T>::operator =(const std::shared_ptr<U> &);

作为

node = right; // std::shared_ptr<treeNode>

相当于

std::shared_ptr<treeNode>(right).swap(node);

这是安全的，因为 right 在 node 的旧值被销毁之前被复制。顺便说一句，我自己实现了一个共享指针，我确保“清理”旧值是我在 operator = 中所做的最后事情，正是为了避免此类问题。