tsearch, tfind, tdelete, twalk − Manipulation d’arbre binaire.

#include <search.h>

void *tsearch (const void *key, void **rootp,
                int (*compar)(const void *, const void *));

void *tfind (const void *key, const void **rootp,
                int (*compar)(const void *, const void *));

void *tdelete (const void *key, void **rootp,
                int (*compar)(const void *, const void *));

void twalk (const void *root, void (*action) (const void *nodep,
                                   const VISIT which,
                                   const int depth));

#define _GNU_SOURCE
#include <search.h>

void tdestroy (void *root, void (*free_node)(void *nodep));

tsearch, tfind, twalk, et tdelete permettent de manipuler un arbre binaire. Ces fonctions implémentent une généralisation de l’algorithme T de Knuth (6.2.2). Le premier membre de chaque noeud de l’arbre est un pointeur vers la donnée elle-même (le programme appelant doit prendre en charge le stockage de ces données). compar pointe sur une routine de comparaison prenant en argument deux pointeurs sur ces données. Elle doit renvoyer un entier négatif, nul, ou positif suivant que le premier élément est inférieur, égal ou supérieur au second.

tsearch recherche un élément dans l’arbre. key pointe sur l’élément à chercher. Si l’arbre est vide, alors rootp doit pointer sur une variable pointant sur NULL. Si l’élément est trouvé dans l’arbre, tsearch renvoie un pointeur sur celui-ci. Sinon tsearch ajoute l’élément dans l’arbre et renvoie un pointeur sur lui.

tfind fonctionne comme tsearch, sauf que si l’élément n’est pas trouvé, alors la fonction tfind renvoie NULL.

tdelete supprime un élément de l’arbre. Ses arguments sont les mêmes que ceux de tsearch.

twalk exécute un balayage en profondeur d’abord, de gauche à droite, de l’arbre binaire. root pointe sur le noeud de départ du balayage. S’il ne s’agit pas de la vraie racine de l’arbre, seule une partie de celui-ci sera balayée. twalk appelle la fonction action chaque fois qu’un noeud est rencontré (c’est à dire trois fois pour un noeud interne et une seule fois pour une feuille de l’arbre). action, doit accepter trois arguments. Le premier est un pointeur sur le noeud rencontré. Le second est un entier prenant l’une des valeurs suivantes : preorder, postorder, et endorder suivant qu’il s’agisse de la première, deuxième ou troisième rencontre du noeud, ou encore leaf s’il s’agit d’un noeud feuille. (Ces symboles sont définis dans <search.h>.) Le troisième argument est la profondeur du noeud dans l’arbre, zéro correspondant à la racine.

(Plus généralement, preorder, postorder, et endorder sont vus comme preorder, inorder, et postorder: avant de visiter le noeud fils, après le premier et avant le second, après avoir visité les enfants. Ainsi, le choix du nom postorder est un peu déroutant.)

tdestroy supprime tous l’arbre pointé par root, libérant toutes les ressources allouées par la fonction tsearch. Pour libérer les données de chaque noeud, la fonction free_node est invoquée. Le pointeur sur les données est passé en argument à cette fonction. Si aucune libération n’est nécessaire, free_node doit pointer vers une fonction ne faisant rien.

tsearch renvoie un pointeur sur un élément correspondant de l’arbre, sur l’élément nouvellement ajouté, ou NULL s’il n’y avait pas assez de mémoire pour ajouter le noeud. tfind renvoie un pointeur sur l’élément recherché ou NULL si aucune correspondance n’a été trouvée. Si plusieurs éléments correspondent à la clé, celui renvoyé n’est pas spécifié.

tdelete renvoie un pointeur sur le noeud père de celui détruit, ou NULL si l’élément n’a pas été trouvé.

tsearch, tfind, et tdelete renvoient également NULL si rootp valait NULL.

twalk utilise un pointeur sur la racine, alors que les autres fonctions utilisent un pointeur sur une variable pointant sur la racine.

Pour twalk, postorder signifie "après le sous-arbre de gauche, mais avant le sous-arbre de droite". Certains préfèreraient appeler ceci "inorder", et réserver "postorder" pour indiquer "après les deux sous-arbres".

tdelete libère la mémoire nécessaire au stockage du noeud dans l’arbre. Le programme appelant est responsable de la libération de la mémoire occupée par l’élément de donnée correspondant.

Le programme d’exemple s’appuie sur le fait que twalk ne fait plus jamais référence à un noeud après avoir appelé la fonction utilisateur avec l’argument "endorder" ou "leaf". Ceci fonctionne avec l’implémentation de la bibliothèque GNU, mais n’est pas spécifié sous SysV.

Le programme suivant insère douze nombres aléatoires dans un arbre binaire, où les doublons sont regroupés, puis affiche les nombres classés.

    #include <search.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>
    #include <time.h>

   void *root=NULL;

   void *xmalloc(unsigned n)
    {
      void *p;
      p = malloc(n);
      if(p) return p;
      fprintf(stderr, "pas assez de mémoire\n");
      exit(1);
    }

   int compare(const void *pa, const void *pb)
    {
      if(*(int *)pa < *(int *)pb) return -1;
      if(*(int *)pa > *(int *)pb) return 1;
      return 0;
    }

   void action(const void *nodep, const VISIT which, const int depth)
    {
      int *datap;
      void *val;

     switch(which)
        {
        case preorder:
          break;
        case postorder:
          datap = *(int **)nodep;
          printf("%6d\n", *datap);
          break;
        case endorder:
          break;
        case leaf:
          datap = *(int **)nodep;
          printf("%6d\n", *datap);
          break;
        }
      return;
    }

   int main()
    {
      int i, *ptr;
      void *val;

     for (i = 0; i < 12; i++)
        {
          ptr = (int *)xmalloc(sizeof(int));
          *ptr = rand()&0xff;
          val = tsearch((void *)ptr, &root, compare);
          if(val == NULL) exit(1);
        }
      twalk(root, action);
      return 0;
    }

SVID. La fonction tdestroy() est une extension GNU.

qsort(3), bsearch(3), hsearch(3), lsearch(3)

Christophe Blaess, 1997.