为什么C ++ STL不提供任何“树”容器？

为什么C ++ STL不提供任何“树”容器，而最好使用什么呢？

我想将对象的层次结构存储为树，而不是将树用作性能增强...

您可能要使用树有两个原因：

您想使用树状结构来反映问题：
为此，我们有增强图形库

或者您想要一个具有树状访问特征的容器，为此，我们有

• std::map（和std::multimap）
• std::set（和std::multiset）

基本上，这两个容器的特性是它们实际上必须使用树来实现（尽管实际上这不是必需的）。

另请参见以下问题： C树实现

可能出于同样的原因，boost中没有树容器。有很多方法可以实现这样的容器，并且没有令人满意的方法来满足使用它的每个人。

要考虑的一些问题：

• 节点的子代数是固定的还是可变的？
• 每个节点多少开销？-例如，您是否需要父指针，兄弟指针等。
• 提供什么算法？-不同的迭代器，搜索算法等

最终，问题最终出在一个对所有人都足够有用的树形容器，它的重量太大，无法满足大多数使用它的人的需求。如果您正在寻找功能强大的东西，Boost Graph Library本质上是树库可用于什么的超集。

这是其他一些通用树实现：

• 卡巴斯尔·彼得斯的tree.hh
• Adobe的森林
• 核心::树

STL的理念是，您根据保证而不是根据容器的实现方式来选择容器。例如，您对容器的选择可能基于对快速查找的需求。尽您所能，容器可以实现为单向列表-只要搜索非常快，您就会感到满意。那是因为您无论如何都没有接触内部，而是使用迭代器或成员函数进行访问。您的代码并不局限于容器的实现方式，而是取决于它的运行速度，它是否具有固定的和已定义的顺序，或者在空间上是否有效等等。

“我想将对象的层次结构存储为树”

C ++ 11来了又去了std::tree，尽管他们提出了这个想法，但他们仍然认为不需要提供它（请参阅此处）。也许他们之所以没有添加它，是因为在现有容器之上构建自己的容器非常容易。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();
   }

如果要维护层次结构，并且希望它与STL算法一起使用，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某种兼容性，但是许多算法对层次结构根本没有任何意义（例如，任何更改范围顺序的事物）。即使在层次结构中定义范围也可能是一件麻烦的事。

如果您正在寻找RB树实现，那么stl_tree.h也可能适合您。

std :: map基于一棵红黑树。您还可以使用其他容器来帮助您实现自己的树类型。

从某种意义上说，std :: map是一棵树（要求它具有与平衡二叉树相同的性能特征），但是它没有公开其他树功能。不包括真实的树数据结构的可能原因可能只是不包含stl中所有内容的问题。stl可以看作是用于实现自己的算法和数据结构的框架。

通常，如果您需要基本的库功能，而stl中没有此功能，则解决方法是查看BOOST。

否则，有一个一堆的库 了 那里，这取决于你的树的需求。

所有STL容器在外部都通过一种迭代机制表示为“序列”。树木没有遵循这种习语。

因为STL并不是“一切”库。它实质上包含构建事物所需的最小结构。

这个看起来很有前途，似乎正是您想要的：http : //tree.phi-sci.com/

海事组织，一个遗漏。但是我认为有充分的理由不在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写入基础TreeNode对象。当TreeNode包装在STL标头中时，它变得更加混乱。

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); } 
} ;

我认为没有STL树的原因有很多。基本上，树是递归数据结构的一种形式，它像容器（列表，向量，集合）一样，具有非常不同的精细结构，这使得正确的选择变得棘手。使用STL以基本形式构造它们也非常容易。

有限根树可以被认为是具有值或有效负载的容器，例如A类的实例以及可能是空的根树（子树）的集合。带有子树的空集合的树被认为是叶子。

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设计等问题，以及允许在树之间定义和有效的乘积和副乘运算-并且原始STL必须写得很好-以便空集，向量或列表容器是在默认情况下，实际上没有任何有效负载。

树木在许多数学结构中都起着至关重要的作用（请参阅Butcher，Grossman和Larsen的经典论文；有关如何加入树木以及如何使用它们进行枚举的信息，请参阅Connes和Kriemer的论文）。认为他们的作用仅仅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作用，它们使这些任务变得容易。

但是，除了树木外，还有“共同树”。所有这些树都具有以下属性：如果删除根，则删除所有内容。

考虑一下树上的迭代器，可能将它们实现为一个简单的迭代器堆栈，从一个节点到其父节点，直到根。

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

但是，您可以随心所欲。它们共同形成一棵“树”，但是当所有箭头都朝着根的方向流动时，可以通过迭代器向平凡的迭代器和根迭代该共树。但是，除非通过跟踪所有实例，否则就无法在其上浏览或浏览（其他迭代器未知），也无法删除迭代器的集合。

树是非常有用的，它们具有很多结构，这给采用绝对正确的方法带来了严峻的挑战。我认为这就是为什么在STL中未实现它们的原因。而且，在过去，我看到人们热衷于宗教，并发现一种包含自己类型的实例的容器的想法具有挑战性-但他们必须面对它-这就是树类型代表的-它是包含可能是（较小）树的空集合。当前的语言允许它毫不费力地提供条件，前提是默认的构造函数container<B>不会为B，等在堆（或其他任何地方）上分配空间。

如果能以一种好的形式将其纳入标准，我将感到高兴。

在这里仔细阅读答案，常见的命名原因是：一个人不能遍历该树，或者该树不具有与其他STL容器类似的接口，并且不能使用具有这种树结构的STL算法。

考虑到这一点，我试图设计自己的树数据结构，该结构将提供类似STL的接口，并尽可能与现有STL算法一起使用。

我的想法是，树必须基于现有的STL容器，并且不能隐藏该容器，以便可以与STL算法一起使用。

树必须提供的另一个重要功能是遍历迭代器。

这是我能够想到的：https : //github.com/igagis/utki/blob/master/src/utki/tree.hpp

这是测试：https : //github.com/igagis/utki/blob/master/tests/tree/tests.cpp

所有STL容器均可与迭代器一起使用。您不能在树上设置迭代器，因为没有“一种正确的”方法可以遍历树。