pointers - 结构指针方法中的指针可以重新分配给另一个实例吗？

Question

我一直在研究 Golang 并实现了一些数据结构以了解该语言的工作原理。我在为 AVL 树编写代码时遇到了以下问题:

从结构指针方法中分配主指针似乎在函数范围之外没有影响。例如。 tree.rotateLeftToRoot() 不会导致 tree.left 成为新树。

问题:有没有办法在 Golang 的结构指针方法中重新分配指针，或者通常不鼓励这样做？在示例中，这将是 "tree = prevLeft" 行。

代码片段:

//Graphical representation of t.rotateLeftToRoot():
//      t                  L
//   L     R     ->    LL     t
//LL LR                     LR  R
func (tree *AvlTree) rotateLeftToRoot() {
   if tree == nil {
      return
   }
   prevLeft := tree.left
   if prevLeft != nil {
      tree.left = prevLeft.right //tree.left passed root its right branch
      prevLeft.right = tree      //tree becomes tree.left's right branch
      tree.updateHeight()
      prevLeft.updateHeight()
      tree = prevLeft            //desired behaviour: tree.left becomes the new tree
                                 //actual behaviour: no effect when function returns
   }
}

我试过设置树的值或地址的其他组合，但都没有达到预期的效果。例如，*tree = *prevLeft 导致无限循环。

附加说明:返回 tree 并设置 "tree = tree.rotateLeftToRoot()" 可避免此问题。这行得通，但是当调用者真的只是想调用一个函数来更新树时，混合效果并要求分配给返回值似乎很脏。

能否在函数内将树设置为prevLeft？

Answer 1

指针是值，就像我们说 int 数字一样。不同之处在于对该值的解释:指针被解释为内存地址，int 被解释为整数。

当你想改变int类型变量的值时，你传递一个指向*int类型的int指针>，然后修改指向的对象:*i = newvalue(分配的值是 int)。

指针也是如此:当你想改变一个指针类型的变量的值时 *int，你传递一个指向 *int 类型的指针**int 并修改指向的对象:*i = &newvalue(分配的值是 *int)。

^{传递指针是必需的，因为您传递的所有内容都会生成一个副本，您只能修改该副本。当您传递一个指针时，同样的事情会发生:该指针也有一个副本，但我们不是在修改指针本身，而是在修改指向的值。}

您想修改类型为*AvlTree 的变量。在 Go 中，接收者不能是指向指针的指针。 Spec: Method declarations:

The receiver's type must be of the form T or *T(possibly using parentheses) where T is a type name. The type denoted by T is called the receiver base type; it must not be a pointer or interface type and it must be declared in the same package as the method.

所以你有两个选择:

1. 要么写一个简单的函数(不是方法)，它接受一个**AvlTree，你可以传递你的树指针的地址，这样函数就可以修改树指针(指向对象)

2. 或者从您的函数/方法返回树指针，并让调用者将其分配给作为树指针的变量。

解决您对返回树指针的担忧:这没有任何问题。看看内置函数 append() : 它将元素附加到 slice 并 返回修改后的 slice 。您(调用者)必须将返回的 slice 分配给您的 slice 变量，因为如果附加元素不适合原始 slice ，append() 可能会通过分配一个新 slice 来修改 slice (并​​且由于 append()接受一个非指针，必须返回修改后的值。

#1 的解决方案如下所示:

func rotateLeftToRoot(ptree **AvlTree) {
    tree := *ptree
    if tree == nil {
        return
    }
    prevLeft := tree.left
    if prevLeft != nil {
        tree.left = prevLeft.right
        prevLeft.right = tree
        tree = prevLeft
    }
    *ptree = tree
}

我已经在 Go Playground 上实现了它证明它有效。

我用过这种类型:

type AvlTree struct {
    value string
    left  *AvlTree
    right *AvlTree
}

为了轻松检查结果，我实现了一些方法来生成 string 表示:

func (tree *AvlTree) String() string { return tree.str(1) }

func (tree *AvlTree) str(n int) string {
    if tree == nil {
        return "<nil>"
    }
    return fmt.Sprintf("%q\n%s%v,%v\n%s", tree.value, strings.Repeat("\t", n),
        tree.left.str(n+1), tree.right.str(n+1), strings.Repeat("\t", n-1))
}

这就是树的构造和转换方式:

tree := &AvlTree{
    value: "t",
    left: &AvlTree{
        value: "L",
        left: &AvlTree{
            value: "LL",
        },
        right: &AvlTree{
            value: "LR",
        },
    },
    right: &AvlTree{
        value: "R",
    },
}
fmt.Println(tree)
rotateLeftToRoot(&tree)
fmt.Println(tree)

原始树(没有变换):

"t"
    "L"
        "LL"
            <nil>,<nil>
        ,"LR"
            <nil>,<nil>

    ,"R"
        <nil>,<nil>

以及转换后的树(正是您想要的):

"L"
    "LL"
        <nil>,<nil>
    ,"t"
        "LR"
            <nil>,<nil>
        ,"R"
            <nil>,<nil>