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如何使用Golang指针和结构体组合实现树结构_节点操作

P粉602998670

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发布时间:2026-01-03 19:28:02

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来源于php中文网

原创

Go中树结构用指针型结构体实现,如type TreeNode struct{Val int; Left TreeNode; Right TreeNode},通过&取地址构造节点并建立父子连接,方法接收者需为*TreeNode以支持修改。

如何使用golang指针和结构体组合实现树结构_节点操作

用 Go 实现树结构,核心是用结构体定义节点,用指针实现父子连接。Go 没有类和继承,但通过嵌入、指针和方法接收者,能自然表达树的层级关系和操作逻辑。

定义基础树节点结构体

一个通用二叉树节点通常包含值、左子节点和右子节点三个字段。所有字段都用指针类型,便于动态链接和空值表示(nil):

type TreeNode struct {
    Val   int
    Left  *TreeNode
    Right *TreeNode
}

注意:LeftRight*TreeNode 类型(指向节点的指针),不是 TreeNode 值类型。这样既能避免无限嵌套(值类型会导致编译错误),又能支持空子树(nil 表示无子节点)。

构造节点与建立父子关系

用字面量或工厂函数创建节点,并通过指针赋值建立连接:

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  • 直接初始化:root := &TreeNode{Val: 10}
  • 设置子节点:root.Left = &TreeNode{Val: 5}root.Right = &TreeNode{Val: 15}
  • 也可封装为构造函数,提升可读性:
    func NewNode(val int) *TreeNode {
        return &TreeNode{Val: val}
    }

关键点:始终用 & 取地址,确保你操作的是堆上分配的、可被多个父节点引用的对象。

为结构体绑定常用操作方法

TreeNode 添加方法,比如插入、查找、遍历。接收者必须是指针类型(*TreeNode),才能修改节点自身或其子节点指针:

// 插入值到二叉搜索树
func (n *TreeNode) Insert(val int) {
    if n == nil {
        return // 空节点不能插入,应由父节点调用
    }
    if val < n.Val {
        if n.Left == nil {
            n.Left = &TreeNode{Val: val}
        } else {
            n.Left.Insert(val)
        }
    } else {
        if n.Right == nil {
            n.Right = &TreeNode{Val: val}
        } else {
            n.Right.Insert(val)
        }
    }
}

说明:
- 方法内可安全修改 n.Leftn.Right 的指针值;
- 递归调用时传的是子节点指针(如 n.Left),符合接收者类型;
- 初始调用需确保 n 非 nil(建议封装在树容器中统一处理)。

用树容器封装管理逻辑(推荐实践)

单独的节点结构体缺乏根管理和边界控制。建议额外定义 Tree 结构体,持有根节点指针,并提供顶层操作:

type Tree struct {
    Root *TreeNode
}

func (t *Tree) Insert(val int) { if t.Root == nil { t.Root = &TreeNode{Val: val} } else { t.Root.Insert(val) // 复用上面的方法 } }

func (t Tree) Inorder() []int { var result []int var inorder func(TreeNode) inorder = func(n *TreeNode) { if n == nil { return } inorder(n.Left) result = append(result, n.Val) inorder(n.Right) } inorder(t.Root) return result }

好处:
- 根节点生命周期由 Tree 控制,不易丢失;
- 所有操作入口统一,避免裸指针误用;
- 支持扩展字段(如节点数、是否平衡等元信息)。

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