Лучшее соответствие бинарного дерева поиска: неверный вывод

Question

Лучшее соответствие бинарного дерева поиска: неверный вывод

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Это для школьного задания

Всем привет. Я две недели трудился над этой программой Bin Packing, и у меня есть еще одно препятствие: функция поиска в моем дереве бинарного поиска дает мне неверные результаты.

BinarySearchTree.cpp

#include "BinarySearchTree.h"
void BinarySearchTree::insert(int capacity, int binNumber)
{
// Insert the Pair into the tree. Overwrite existing
// pair, if any, with same key.
// find place to insert
BinaryTreeNode *p = root,
*pp = NULL;
while (p != NULL)
{// examine p->capacity
pp = p;
// move p to a child
if (capacity <= p->capacity)
p = p->leftChild;
else
p = p->rightChild;
}

// get a node for the Pair and attach to pp
BinaryTreeNode *newNode = new BinaryTreeNode (capacity, binNumber);
if (root != NULL) // the tree is not empty
if (capacity <= pp->capacity)
pp->leftChild = newNode;
else
pp->rightChild = newNode;
else
root = newNode; // insertion into empty tree
treeSize++;
}

void BinarySearchTree::erase(BinaryTreeNode *n)
{
// Delete the pair, if any, whose key equals n.

// search for node with key theKey
BinaryTreeNode *p = root,
*pp = NULL;
while (p != NULL && p->capacity != n->capacity)
{// move to a child of p
pp = p;
if (n->capacity < p->capacity)
p = p->leftChild;
else
p = p->rightChild;
}
if (p == NULL)
return; // no pair with key theKey

// restructure tree
// handle case when p has two children
if (p->leftChild != NULL && p->rightChild != NULL)
{// two children
// convert to zero or one child case
// find largest element in left subtree of p
BinaryTreeNode *s = p->leftChild,
*ps = p;  // parent of s
while (s->rightChild != NULL)
{// move to larger element
ps = s;
s = s->rightChild;
}

// move largest from s to p, can't do a simple move
// p->capacity= s->capacity as key is const
BinaryTreeNode *q = new BinaryTreeNode (s->capacity,s->binNumber, p->leftChild, p->rightChild, p->parent);
if (pp == NULL)
root = q;
else if (p == pp->leftChild)
pp->leftChild = q;
else
pp->rightChild = q;
if (ps == p) pp = q;
else pp = ps;
delete p;
p = s;
}

// p has at most one child
// save child pointer in c
BinaryTreeNode *c;
if (p->leftChild != NULL)
c = p->leftChild;
else
c = p->rightChild;

// delete p
if (p == root)
root = c;
else
{// is p left or right child of pp?
if (p == pp->leftChild)
pp->leftChild = c;
else pp->rightChild = c;
}
treeSize--;
delete p;
}

BinaryTreeNode* BinarySearchTree::find(const int objectSize) const
{
// Return pointer to pair with smallest key >= objectSize.
// Return NULL if no element has key >= objectSize.
BinaryTreeNode *currentNode = root,
*bestElement = NULL; // element with smallest key
// >= theKey found so far

// search the tree
while (currentNode != NULL) {
// is currentNode->capacity a candidate?
if (currentNode->capacity >= objectSize)
{
// smaller keys in left subtree only
bestElement = currentNode;
currentNode = currentNode->leftChild;

}
else if (currentNode->capacity < objectSize)
{
// no, currentNode->capacity is too small
// try right subtree

currentNode = currentNode->rightChild;
}
}
return bestElement;
}

BinaryTreeNode.h

struct BinaryTreeNode
{
public:
BinaryTreeNode *leftChild;
BinaryTreeNode *rightChild;
BinaryTreeNode *parent;
int capacity;
int binNumber;

BinaryTreeNode() {leftChild = rightChild = parent = NULL;}
BinaryTreeNode(const int& c, const int& b):capacity(c), binNumber(b)
{
leftChild = rightChild = parent = NULL;
}
BinaryTreeNode(const int& c, const int& b, BinaryTreeNode* l, BinaryTreeNode* r, BinaryTreeNode* p):capacity(c), binNumber(b)
{
leftChild = l;
rightChild = r;
parent = p;
}
};

BinPacking.cpp

void BinPacking::bestFitPack(int *objectSize, int numberOfObjects, int binCapacity)
{// Output best-fit packing into bins of size binCapacity.
// objectSize[1:numberOfObjects] are the object sizes.
int n = numberOfObjects;
int binsUsed = 0;
BinarySearchTree theTree;  // tree of bin capacities
BinaryTreeNode theBin;

// pack objects one by one
for (int i = 1; i <= n; i++)
{// pack object i
// find best bin
BinaryTreeNode *bestBin = theTree.find(objectSize[i]);
if (bestBin == NULL)
{// no bin large enough, start a new bin
theBin.capacity = binCapacity;
theBin.binNumber = ++binsUsed;
}
else
{// remove best bin from theTree
theBin = *bestBin;
theTree.erase(bestBin);
}

cout << "Pack object " << i << " in bin " << theBin.binNumber << endl;

// insert bin in tree unless bin is full
theBin.capacity -= objectSize[i];
if (theBin.capacity > 0)
theTree.insert(theBin.capacity, theBin.binNumber);
}
}

Пользовательский ввод в основной (не показан)

# of objects = 12
Bin capacity = 6

Sizes of objects:
object 1  = 2
object 2  = 5
object 3  = 5
object 4  = 1
object 5  = 1
object 6  = 3
object 7  = 4
object 8  = 6
object 9  = 2
object 10 = 5
object 11 = 6
object 12 = 1

Ожидаемый результат

Pack object 1 in bin 1
Pack object 2 in bin 2
Pack object 3 in bin 3
Pack object 4 in bin 2
Pack object 5 in bin 3
Pack object 6 in bin 1
Pack object 7 in bin 4
Pack object 8 in bin 5
Pack object 9 in bin 4
Pack object 10 in bin 6
Pack object 11 in bin 7
Pack object 12 in bin 1

Текущий выход

Pack object 1 in bin 1
Pack object 2 in bin 2
Pack object 3 in bin 3
Pack object 4 in bin 3
Pack object 5 in bin 3
Pack object 6 in bin 1
Pack object 7 in bin 4
Pack object 8 in bin 5
Pack object 9 in bin 4
Pack object 10 in bin 6
Pack object 11 in bin 7
Pack object 12 in bin 6

Я знаю, что я почти закончил с этим заданием. Я знаю, в чем проблема, но я не смог ее исправить. Пожалуйста, вы мне поможете?

1

best-fit bin-packing binary-search-tree c++find

Решение

Другие решения

Других решений пока нет …

Источник

Accepted Answer

Ошибка появляется здесь в вашем коде, в erase():

while (p != NULL && p->capacity != n->capacity)
{// move to a child of p
pp = p;
if (n->capacity < p->capacity)
p = p->leftChild;
else
p = p->rightChild;
}

Потому что вы передаете в конкретный узел для удаления, и потому что несколько бинов в дереве могут иметь одинаковую текущую оставшуюся емкость, и потому что ваша логика «лучшего бина» возвращает последнее, лучшее соответствие в вашей рекурсии, ваш erase() функция может erase() неправильный узел и на самом деле скорее всего. (Если ваш код совпадения всегда возвращал первое «лучшее совпадение», я не уверен, что у вас возникнет проблема, хотя код будет хрупким.)

На самом деле это не будет проблемой, если бункеры с одинаковой емкостью действительно неразличимы. Тем не менее, каждая корзина в вашем коде имеет уникальный binNumberи, таким образом, вы получаете разъединение между тем, что вы говорите, что вы выделили, и то, что вы фактически стерли и заново вставили.

Поскольку вы передаете указатель на элемент дерева, вам следует просто выполнить прямое сравнение указателей здесь.

while (p != n)
{// move to a child of p
pp = p;
if (p->capacity >= N->capacity)
p = p->leftChild;
else
p = p->rightChild;
}

Удаление узла, которого нет в дереве, в любом случае недопустимо, поэтому единственное допустимое условие завершения — это то, что вы нашли узел.

Как только вы нашли удаляемый узел, следующий псевдокод должен правильно вращать дерево:

if (pp->capacity >= n->capacity)
parent_to_me = &pp->leftChild;
else
parent_to_me = &pp->rightChild;

if (!node->leftChild && !node->rightChild)
{
// point to nothing
*parent_to_me = NULL;
} else if (node->leftChild)
{
if (!node->rightChild)
{
// left child, but no right child:
// promote left child to self
*parent_to_me = node->leftChild;
} else
{
// left and right children:  Make right child the
// right child of the right-most left sub-child.
// Replace myself with left child.
Node *rmlsc = node->leftChild;

while (rmlsc->rightChild)
rmlsc = rmlsc->rightChild;

rmlsc->rightChild = node->rightChild;

*parent_to_me = node->leftChild;
}
} else
*parent_to_me = node->rightChild;

0