C ++ STLが「ツリー」コンテナを提供しないのはなぜですか？

C ++ STLが「ツリー」コンテナを提供しないのはなぜですか、代わりに何を使用するのが最善ですか？

オブジェクトの階層をツリーとして保存するのではなく、ツリーをパフォーマンス強化として使用したい...

ツリーを使用する理由は2つあります。

ツリーのような構造を使用して問題をミラーリングしたい
場合：このために、ブーストグラフライブラリがあります。

または、ツリーのようなアクセス特性を持つコンテナが必要です。このために、

• std::map（およびstd::multimap）
• std::set（およびstd::multiset）

基本的に、これら2つのコンテナーの特性は、実際にはツリーを使用して実装する必要があるというものです（ただし、これは実際には要件ではありません）。

この質問も参照してください： Cツリーの実装

おそらく、boostにツリーコンテナがないのと同じ理由で。このようなコンテナーを実装する方法はたくさんありますが、それを使用するすべての人を満足させる良い方法はありません。

考慮すべきいくつかの問題：

• ノードの子の数は固定ですか、それとも変数ですか？
• ノードあたりのオーバーヘッドはどのくらいですか？-つまり、親ポインター、兄弟ポインターなどが必要ですか。
• 提供するアルゴリズムは？-異なるイテレータ、検索アルゴリズムなど

結局のところ、問題は結局のところ、誰にとっても十分に役立つツリーコンテナが、それを使用するほとんどの人々を満足させるには重すぎるということです。強力なものを探している場合、Boost Graph Libraryは、本質的にツリーライブラリの使用目的のスーパーセットです。

その他の一般的なツリー実装は次のとおりです。

• Kasper Peetersのtree.hh
• アドビの森
• core :: tree

STLの哲学は、コンテナーの実装方法ではなく、保証に基づいてコンテナーを選択することです。たとえば、コンテナの選択は、高速検索の必要性に基づいている場合があります。コンテナは一方向のリストとして実装することもできます-検索が非常に高速である限り、満足できます。これは、内部に触れていないためです。アクセスにはイテレータまたはメンバー関数を使用しています。コードは、コンテナの実装方法に拘束されるのではなく、コンテナの速度、固定された順序付けが定義されているかどうか、スペースで効率的かどうかなどに依存します。

「オブジェクトの階層をツリーとして保存したい」

C ++ 11は登場し去りましたstd::treeが、アイデアは実現しましたが（ここを参照）、まだ提供する必要はありませんでした。多分彼らがこれを追加しなかった理由は、既存のコンテナの上に独自のものを構築することは簡単なことです。例えば...

template< typename T >
struct tree_node
   {
   T t;
   std::vector<tree_node> children;
   };

単純なトラバーサルは再帰を使用します...

template< typename T >
void tree_node<T>::walk_depth_first() const
   {
   cout<<t;
   for ( auto & n: children ) n.walk_depth_first();
   }

あなたは階層を維持したい場合や、あなたがそれを操作するSTLアルゴリズム、そして物事が複雑になることがあります。独自のイテレータを作成して互換性を実現することもできますが、アルゴリズムの多くは階層（たとえば、範囲の順序を変更するもの）にはまったく意味がありません。階層内で範囲を定義することさえ、厄介なビジネスになる可能性があります。

RBツリーの実装を探している場合は、stl_tree.hも適切な場合があります。

std :: mapは赤黒木に基づいています。他のコンテナーを使用して、独自のタイプのツリーを実装することもできます。

ある意味では、std :: mapはツリーです（バランスの取れたバイナリツリーと同じパフォーマンス特性を持つ必要があります）が、他のツリー機能は公開していません。実際のツリーデータ構造を含めない理由として考えられるのは、おそらくstlにすべてを含めないという問題でした。stlは、独自のアルゴリズムとデータ構造の実装に使用するフレームワークのように見えます。

一般に、必要な基本的なライブラリ機能があり、それがstlにない場合、修正はBOOSTを調べることです。

そうでない場合、ありますたくさんのライブラリが 出て そこにあなたの木のニーズに応じて、。

すべてのSTLコンテナは、外部的には1つの反復メカニズムを持つ「シーケンス」として表されます。木はこのイディオムに従っていません。

STLは「すべて」のライブラリではないためです。本質的に、物を造るために必要な最小限の構造が含まれています。

これは有望に見え、あなたが探しているもののようです：http： //tree.phi-sci.com/

IMO、脱落。しかし、ツリー構造をSTLに含めないことには十分な理由があると思います。ツリーの維持には多くのロジックがあり、メンバー関数TreeNodeとしてベースオブジェクトに書き込むのが最適です。ときTreeNodeSTLヘッダーに包まれている、それだけでメシエなります。

例えば：

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); } 
} ;

STLツリーがない理由はいくつかあると思います。主にツリーは、コンテナ（リスト、ベクトル、セット）のように、非常に異なる細かい構造を持つ再帰的なデータ構造の形式であり、正しい選択を難しくしています。また、STLを使用して基本的な形式で構築することも非常に簡単です。

有限ルートツリーは、値またはペイロードを持つコンテナ、たとえばクラスAのインスタンス、およびルート（サブ）ツリーのおそらく空のコレクションと考えることができます。サブツリーのコレクションが空のツリーは、葉と見なされます。

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
{};

イテレータの設計などについて少し考える必要があります。また、ツリー間での定義と効率化を可能にする製品と連産品の操作-元のSTLを適切に記述する必要があるため、空のセット、ベクター、またはリストコンテナーはデフォルトの場合、ペイロードは本当に空です。

木は多くの数学的構造で重要な役割を果たします（ブッチャー、グロスマン、ラーセンの古典的な論文を参照してください。それらを結合できる例と、それらを列挙するためにどのように使用するかについては、コネとクリーマーの論文も参照してください）。彼らの役割が単に他の特定の業務を促進することであると考えるのは正しくありません。むしろ、データ構造としての基本的な役割のため、これらのタスクを容易にします。

ただし、木の他に「共木」もあります。上記のツリーには、ルートを削除するとすべてを削除するというプロパティがあります。

ツリー上のイテレータについて考えてみましょう。おそらくイテレータの単純なスタックとして、ノードとその親、ルートまで実現されます。

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

ただし、必要な数だけ作成できます。集合的にそれらは「ツリー」を形成しますが、すべての矢印がルートに向かう方向に流れる場合、この共ツリーはイテレータを介して自明なイテレータとルートに向かって反復できます。ただし、すべてのインスタンスを追跡することを除いて、他のイテレータを認識したり、前後に移動したりすることはできません。

ツリーは信じられないほど有用であり、それらは多くの構造を持っているので、これは決定的に正しいアプローチを得ることを深刻な課題にします。私の見解では、これがSTLに実装されていない理由です。さらに、過去に、人々が宗教的になり、独自のタイプのインスタンスを含むコンテナのタイプのアイデアに挑戦するのを見たことがあります-しかし、彼らはそれに直面しなければなりません-それはツリータイプが表すものです-それはを含むノードです（小さい）木の空のコレクション。現在の言語では、デフォルトのコンストラクターcontainer<B>がヒープ（またはその他の場所）にスペースを割り当てないため、問題なくそれを許可していますB。

これが、良い形で、標準への道を見つけたなら、私は喜んでいるでしょう。

ここで答えを読んでいる一般的な名前付きの理由は、ツリーを反復できないか、ツリーが他のSTLコンテナーへの同様のインターフェースを想定しておらず、そのようなツリー構造でSTLアルゴリズムを使用できないことです。

それを念頭に置いて、STLのようなインターフェイスを提供し、既存のSTLアルゴリズムで可能な限り使用できる独自のツリーデータ構造を設計しようとしました。

私の考えは、ツリーは既存のSTLコンテナーに基づく必要があり、コンテナーを非表示にしてはならず、STLアルゴリズムで使用できるようにするためです。

ツリーが提供しなければならないもう1つの重要な機能は、走査反復子です。

これが私が思いついたものです：https：//github.com/igagis/utki/blob/master/src/utki/tree.hpp

そしてここにテストがあります：https : //github.com/igagis/utki/blob/master/tests/tree/tests.cpp

すべてのSTLコンテナーはイテレーターで使用できます。イテレータやツリーを作成することはできません。これは、ツリーを '' 1つ正しい ''方法で実行できないためです。