2023Spring project0

Task1: copy-on-write trie

第一个task实现一个写时复制Trie树，个人理解，这个概念类似于OI中的可持久化Trie树
首先大体框架已经给出来了，主要实现三个功能，分别是Get，Put和Remove。

Get

给定一个key，返回key所对应的value。
有以下三种情况：

1. 对应的key在Trie树中不存在，那么应该提前退出，返回nullptr。
2. 对应的key在Trie树中存在，但是其并非一个带值的节点，返回nullptr。
3. 对应的key在Trie树中存在，且其是一个带值的节点，那么将该节点的值返回。

我的思路是采用迭代而非递归，用一个node指针指向当前所在的节点，不断的遍历node对应的children，如果中间发现找不到对应的children，则是case1，直接返回nullptr。

迭代结束后，node会到达对应的key所指向的节点，利用dynamic_cast尝试将其转换为带值节点，如果转换失败就为case2返回nullptr。否则转换成功，case3，返回这个节点的值即可。

Put

给定一个key和value，在Trie树中存储。由于copy-on-write的Trie树的特性，这个key对应路径上的所有节点，都应该新建，其余的所有节点就复用以前版本的Trie树中节点。

所有可以实现一个辅助函数PutHelper，该函数主要就是DFS用。

1. Trie树中无任何节点。那么PutHelper肯定是不需要复用以前的节点了，一路沿着key创建新节点即可。
2. Trie树中存在一些节点。首先需要copy先前Trie树的root节点。
   
   如图所示，由于父结点和子结点之间是通过std::map来存储映射的，所以可以直接插入新节点，新节点会覆盖掉旧节点的映射。
   这里需要注意的地方是，new_node同样需要根据先前的节点拷贝过来，这是为了不丢失下一层节点的连接关系。
   

Remove

给定一个Key，在Trie树中删除掉这个key对应的value。
同样在删除操作中，对应的key路径上的节点我们需要新建，其他的需要复用。

1. 对应的key在Trie树中不存在，那么此时我们不需要做任何操作，将原先的Trie树原封不动的返回出去即可。
2. 对应的key在Trie树中存在路径，但是终端节点并不是一个带值节点。那么说明这个节点时其他节点的路径，不能删去，此时我们不需要做任何操作，同样直接返回即可。
3. 对应的key在Trie树中存在路径，且终端节点是一个带值节点。此时需要分两种情况讨论。
   1. 该终端节点是一个叶子节点。那么我们可以直接将该叶子节点删去，同时在父结点的children列表中删去该节点。
   2. 该终端节点不是一个叶子节点，那么我们应该将该节点从带值节点转换成一个不带值节点，而链接关系之类的应该保持原封不动。

Task2:Concurrent Key-Value Store

其实就是实现一个多线程环境下可用的Trie。本质上是在task0的trie树基础上，给他封装了一下。
同样需要实现三个功能，分别是Get、Put和Delete。与task0中的Trie不同的是，Put和Delete并没有返回值，也就是说需要在原数据结构上直接进行修改。

Get

首先需要获取Trie树的树根，这一步需要树根锁，获取完树根后解锁。
然后直接调用Trie::Get即可，由于不改变数据结构，不需要上锁，然后返回值即可。

Put

首先获取写锁，然后再获取树根锁，从而得到树根，释放树根锁（让其他读者可以获取树根进行读入）。然后调用Trie::Put，完成后需要更新树根，因此又需要获取树根锁，更新完再释放。最后释放写锁。（保证永远最多只有一个写者）

Delete

与Put是同理的，只不过换成调用Trie::Delete。

Task3:Debugging

在trie_debug_test.cpp里可以看到三个断言，只需要找到能让这三个断言通过的值就可以。
因为我不会用gdb，所以这里直接用cout打印来调试。
最后把答案写到trie_answer.h即可。

这里有一个坑，即本地的测试数据和gradescope平台上的测试数据不一样。需要把TrieDebugger改成以下数据

 auto trie = Trie();
  trie = trie.Put<uint32_t>("65", 25);
  trie = trie.Put<uint32_t>("61", 65);
  trie = trie.Put<uint32_t>("82", 84);
  trie = trie.Put<uint32_t>("2", 42);
  trie = trie.Put<uint32_t>("16", 67);
  trie = trie.Put<uint32_t>("94", 53);
  trie = trie.Put<uint32_t>("20", 35);
  trie = trie.Put<uint32_t>("3", 57);
  trie = trie.Put<uint32_t>("93", 30);
  trie = trie.Put<uint32_t>("75", 29);

Task4:SQL String Functions

实现Lower和Upper函数，这两函数很简单，怎么实现就不说了。这个的主要难点在于在BusTub中注册函数。

找到plan_func_call.cpp这个文件，实现里面的函数Planner::GetFuncCallFromFactory即可。

最终也是顺利通过测试，拿到满分。