使用 BST 内的模板进行运算符重载

Question

我目前有一个二叉搜索树设置，利用模板可以轻松更改二叉搜索树中的数据类型。目前，我在重载包含要存储在树中的数据的 StudentRecord 类时遇到问题。我需要重载此类中的比较运算符，以便我的 BST 可以根据两个对象的内容之一（在本例中为学生 ID）正确比较两个对象。然而，尽管在 StudentRecord 中重载了运算符，但仍然没有进行正确的比较。

详细信息如下：

目前，bst 对象studentTree 已创建，类型为

bst<studentRecord *> studentTree;

studentRecord 的类如下：

// studentRecord class
class studentRecord{
public:
    // standard constructors and destructors
    studentRecord(int studentID, string lastName, string firstName, string academicYear){ // constructor
        this->studentID=studentID;
        this->lastName=lastName;
        this->firstName=firstName;
        this->academicYear=academicYear;
    }

    friend bool operator > (studentRecord &record1, studentRecord &record2){
        if (record1.studentID > record2.studentID)
            cout << "Greater!" << endl;
        else
            cout << "Less then!" << endl;
        return (record1.studentID > record2.studentID);
    }

private:
    // student information
    string studentID;
    string lastName;
    string firstName;
    string academicYear;
};

每当将新项目添加到我的BST 中时，必须将它们相互比较。因此，我想重载studentRecord类，以便当这个比较过程发生时，对studentID进行比较（否则，将进行无效比较）。

但是，我的插入函数从不使用重载的比较函数。相反，它似乎以其他方式比较两个对象，导致 BST 内的排序无效。我的插入函数的一部分如下——重要的是要注意，由于模板化过程的发生，toInsert 和nodePtr->data 都应该是studentRecord 类型。

// insert (private recursive function)
template<typename bstType>
void bst<bstType>::insert(bstType & toInsert, bstNodePtr & nodePtr){
    // check to see if the nodePtr is null, if it is, we've found our insertion point (base case)
    if (nodePtr == NULL){
        nodePtr = new bst<bstType>::bstNode(toInsert);
    }

    // else, we are going to need to keep searching (recursive case)
    // we perform this operation recursively, to allow for rotations (if AVL tree support is enabled)
    // check for left
    else if (toInsert < (nodePtr->data)){ // go to the left (item is smaller)
        // perform recursive insert
        insert(toInsert,nodePtr->left);

        // AVL tree sorting
        if(getNodeHeight(nodePtr->left) - getNodeHeight(nodePtr->right) == 2 && AVLEnabled)
            if (toInsert < nodePtr->left->data)
                rotateWithLeftChild(nodePtr);
            else
                doubleRotateWithLeftChild(nodePtr);
    }

另外，这是 BST 类定义的一部分，

// BST class w/ templates
template <typename bstType>
class bst{

private: // private data members

    // BST node structure (inline class)
    class bstNode{
    public: // public components in bstNode

        // data members
        bstType data;
        bstNode* left;
        bstNode* right;

        // balancing information
        int height;

        // constructor
        bstNode(bstType item){
            left = NULL;
            right = NULL;
            data = item;
            height = 0;
        }

        // destructor
        // no special destructor is required for bstNode     
    };

    // BST node pointer
    typedef bstNode* bstNodePtr;

public: // public functions.....

您对可能导致这种情况的原因有什么想法吗？我是否重载了错误的类或错误的函数？任何帮助都是值得赞赏的——我似乎迷失了方向，因为有很多不同的事情同时发生。

Answer 1

你像这样实例化你的模板类：

bst<studentRecord *> studentTree;

所以 bstType == StudentRecord*

然后插入看起来像这样：

template<studentRecord*>
void bst<studentRecord*>::insert(studentRecord*& toInsert, bst<studentRecord*>::bstNodePtr & nodePtr);

所以你正在做一个指针比较，这就是为什么你的运算符没有被调用，正如 Asha allready 指出的那样。

更重要的是，您仅重载大于运算符（>），但在插入中使用小于运算符（<）。如果您真的要在插入中比较两个 StudentRecord 类型的对象，则代码甚至不应该编译，并且应该抱怨它无法找到合适的小于运算符。

更重要的是，我可以指出您的代码中的几个问题：

1. studentRecord.studentID 是字符串类型吗？但是，您尝试在构造函数中为其分配一个整数。这将简单地将整数转换为字符并将字符分配给字符串 - 所以很可能不是您想要的。
2. 您缺少小于运算符。

下面的代码和一些代码演示了在比较 StudentRecord 类型的两个实例时调用该运算符。您还可以通过注释 StudentRecord 类中的运算符定义来了解缺少小于运算符的影响（-> 编译错误）。

class studentRecord
{
public:

    studentRecord(int studentID) : studentID(studentID)
    { 
    }

    bool operator > (studentRecord &record)
    {
        return (studentID > record.studentID);
    }

    /* Uncomment to get rid of the compile error!
    bool operator < (studentRecord &record)
    {
        return studentID < record.studentID;
    }
    */

private:
    // student information
    int studentID;
};

int main()
{
    studentRecord r1(10);
    studentRecord r2(5);

    if ( r1 < r2 )
    {
        cout << "It works! " << "r1 less than r2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "It works! " << "r1 greater than r2" << endl;
    }

    if ( r1 > r2 )
    {
        cout << "It works! " << "r1 greater than r2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "It works! " << "r1 less than r2" << endl;
    }
}

作为结束评论，提供其他比较运算符可能是个好主意（>=、<=、== 和 !=。

Answer 2

你的树是一棵指针树。因此，当您尝试将元素插入树中时，将比较指针的值。所以你的重载运算符不会被调用。如果您想使用重载运算符，那么您应该创建 bst