华容道与数据结构 (9)

十三、 TreeLinkedList的设计

在《华容道与数据结构 (2) 》中，设计了用于广度优先的树型链表。如下图：

 

链表是通过图中蓝颜色箭头链接起来的，而黑颜色箭头构成了树型结构。整个结构用来存储搜索结果，每一搜索步骤是一个层级，逐层深入直到找到结果。从图中可以看出，每个节点有两个指针，分别指向下一个节点与父节点。因此，在TreeLinkedList中定义节点类如下：

protected class TreeNode
{
  public ChessStep chessStep;
  public TreeNode parentNode;
  public TreeNode link;
}

chessStep是该节点的"负载"，parentNode指向父节点，而link指向下一节点。在TreeLinkedList中有三个指针：

protected TreeNode root = null;
protected TreeNode current = null;
protected TreeNode end = null;

分别指向根节点，"当前"节点（所谓当前节点是指：所有新加入的节点的父节点都被设置为current指针指向的节点），链表尾节点。TreeLinkedList被初始化时，各指针均被清空，并将计数器清零。

public void ClearAll()
{
  root = null;
  current = null;
  end = null;
  count = 0;
}

向树中插入节点的代码如下：

public void insertNode(ChessStep newitem)
{
  TreeNode newNode;
    
  newNode = new TreeNode();
  newNode.chessStep = newitem;
  newNode.link = null;
  newNode.parentNode = null;

  if(root == null)
  {   
    root = newNode;
    current = newNode;
    end = current;
  }
  else
  {
    newNode.parentNode = current;
    end.link = newNode;
    end = newNode;
    end.link = newNode;
    end = newNode;
  }
  count++;
}

可以看出，代码中新节点为newNode，如果根节点为空，则仅仅将root、current、end指针指向新节点。如果根节点不为空，那么将newNode节点的父节点指向current指针所指的节点，将end节点的下一个节点设置为newNode，然后将end指针指向newNode。于是新节点便被添加进来。除此之外，我们还需要一个方法，在合适的时候移动current指针：

public void MoveCurrentToNext()
{
  if(current != null && current.link != null)
    current = current.link;
}

现在，有了这些方法我们就可以构件TreeLinkedList结构了。如图：

 

要想构建上图所示树型结构，我们可以通过以下命令来实现：

ChessStep s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8;

TreeLinkedList t = new TreeLinkedList();
t.insertNode(s1);
t.insertNode(s2);
t.insertNode(s3);
t.MoveCurrentToNext();
t.insertNode(s4);
t.insertNode(s5);
t.MoveCurrentToNext();
t.insertNode(s6);
t.insertNode(s7);
t.insertNode(s8);

TreeLinkedList类中还有一个TraceResult，是用来通过堆栈结构追踪棋步的。比较简单，在这里就不再介绍了。

（下部分内容将介绍CircularLinkedList类。它是整个程序的核心。）