GNode

GNode 是一个使用 C++ 实现的节点库，它由少量的头文件组成，你可以简单地把它们集成到你的项目中。

使用说明

在你的源码中包含头文件 GNode/Graph.h 。
使用命名空间 GNode 以引入 GNode 提供的功能。

示例：

#include "GNode/Graph.h"
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace GNode;

int main() {
    auto graph = new Graph<int>(1);
    auto root = graph->getRoot();
    cout << "root = " << root->getValue() << endl;
    root->add(graph->create(2));
    root->add(graph->create(3));
    cout << "node in root:" << endl;
    for (auto n : root->getNodes()) {
        cout << n->getValue() << endl;
    }
    delete graph;
    return 0;
}

示例的输出是：

root = 1
node in root:
2
3

首先需要创建图（Graph），因为节点都是算到某一张图里面的。代码里面的参数1表示初始化图的时候给根节点赋值为1。一张图必须且只能有一个根节点。

auto graph = new Graph<int>(1);

创建图之后，可以使用getRoot()方法获得图的根节点，使用的时候其它节点都是以根节点为中心扩展的。

auto root = graph->getRoot();

无论根节点还是我们新建的节点，都有一个getValue()方法，用来获得节点存储的值。代码获取并输出了根节点的值。

cout << "root = " << root->getValue() << endl;

可以在图上面使用create()方法创建新的节点，比如代码中的graph->create(2)和 graph->create(3)，是分别创建新的节点并初始化值为2和3。节点带有add()方法可以用来添加到其它节点的连接。例如代码中连接情况是

     1  (root)
   /   \
  |     |
  2     3

实现这个图的构建的操作是：

root->add(graph->create(2));
root->add(graph->create(3));

想获得已知节点所连接的节点，可以使用getNodes()方法。

for (auto n : root->getNodes()) {
    cout << n->getValue() << endl;
}

除此之外示例代码中没有出现的用法是：

使用图的getNodes()方法可以获得图中所有创建出来的节点，无论节点有没有被根节点连接。

for (auto n : graph->getNodes()) {
    cout << n->getValue() << endl;
}

在给定节点上使用remove()方法可以断开节点到节点的连接。

auto node4 = graph->create(4);
root->add(node4);
root->remove(node4);

不需要手动delete删除节点，只需要删除图即可。如果中间创建了大量的节点且节点没有使用，即没有直接或间接地从根节点连接到，那么这些节点占据的内存显然是多余的，此时使用 graph->gc()方法可以执行垃圾节点的删除。

#include "GNode/Graph.h"
#include <iostream>

using namespace GNode;

int main() {
    auto graph = new Graph<int>(0);
    // 创建100个没用的节点
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        graph->create(1);
    }
    graph->gc(); // 执行垃圾节点清除，上面的100个节点会在这里被删掉

    // ...

    delete graph;
    return 0;
}

节点库的Graph类是模板类，除了int类型之外，支持使用其它类型作为节点容纳的对象类型。

#include "GNode/Graph.h"
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace GNode;

int main() {
    auto graph = new Graph<double>(1.1);
    auto root = graph->getRoot();
    cout << "root = " << root->getValue() << endl;
    root->add(graph->create(2.1));
    root->add(graph->create(3.1));
    cout << "node in root:" << endl;
    for (auto n : root->getNodes()) {
        cout << n->getValue() << endl;
    }
    delete graph;
    return 0;
}

运行结果：

root = 1.1
node in root:
2.1
3.1

删除回调函数。你可以在创建图的时候，指定一个函数作为gc()方法或者删除节点时接收删除通知，以得知哪些节点被删除。如：

#include "GNode/Graph.h"
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace GNode;

int main() {
    Graph<int> g(12, [](int x) {cout << "x=" << x << endl;});
    return 0;
}

上述代码当g被析构的时候，节点12会被删除，此时会输出：

x=12

这种特性使得我们使用自定义的、创建在堆上的对象作为节点容纳的值的时候，能够获得节点删除的回调，使得我们可以同步地删除堆上的无用对象。

最后，Graph类的节点是双向连接的，这意味着我们从中间节点遍历时，会获得第一层的节点，如：

  A
 / \
B   C
   / \
  D   E

我们调用C的getNodes()方法会得到A、D、E三个节点，因为这三个节点都连接到了C上。但我们不总是想要这样的特性，例如在一个由上到下构建的树结构的时候

  A
 / \
v   v
B   C
   / \
  v   v
  D   E

此时遍历应该是有方向的，只能从上到下不能反之，这种时候我们需要获得C的子节点就只能返回D和E才对。

针对这种情况请使用Tree模板类。

#include "GNode/Tree.h"
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace GNode;

int main() {
    auto t = new Tree<char>('A');
    t->getRoot()->add(t->create('B'));
    auto c = t->create('B');
    c->add(t->create('D'));
    c->add(t->create('E'));
    t->getRoot()->add(c);
    for (auto e : c->getNodes()) {
        cout << e->getValue() << endl;
    }
    delete t;
    return 0;
}

上面代码执行将输出：

D
E

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