Бинарное дерево, стандартная библиотека шаблонов (STL)

#include <vector>
#include <stack>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
 
typedef int item_t;
typedef int index_t;
 
const int N = 101;                      // максимальное кол-во элементов в дереве = 100 (элемент с индексом 0 будет выполнять роль nullptr)
 
// замена структуры для хранения узлов дерева
std::vector< item_t > item( N, 0 );     // полезные данные в дереве
std::vector< index_t > left( N, 0 );    // индекс левого потомка
std::vector< index_t > right( N, 0 );   // индекс правого потомка
 
std::stack< index_t > fre;              // накопитель свободных узлов. Можно заменить на что-то другое, на очередь например
 
// вектора можно ресайзами увеличивать/уменьшать до нужных размеров, так что от ограничения N можно избавиться
 
index_t root = 0;                       // индекс корня дерева
 
void init() // засовываем в накопитель все свободные узлы, кроме 0 (nullptr)
{
    for ( index_t i = 1; i < N; ++i )
        fre.push( i );
}
 
void insert( index_t &r, item_t x )
{
    if ( !r )
    {
        r = fre.top(); fre.pop();
        item[ r ] = x;
        return;
    }
    if ( x < item[ r ] ) insert( left[ r ], x );
    else insert( right[ r ], x );
}
 
bool search( index_t r, item_t x )
{
    if ( !r ) return false;
    if ( x < item[ r ] ) return search( left[ r ], x );
    if ( x > item[ r ] ) return search( right[ r ], x );
    return true;
}
 
bool remove_leaf( index_t &r, item_t x )
{
    if ( !r ) return false;
    if ( x == item[ r ] && !left[ r ] && !right[ r ] )
    {
        fre.push( r ); r = 0;
        return true;
    }
    if ( x < item[ r ] ) return remove_leaf( left[ r ], x );
    return remove_leaf( right[ r ], x );
}
 
void show( index_t r, int sh )
{
    if ( !r ) return;
    show( right[ r ], sh + 3 );
    std::cout << std::setw( sh ) << item[ r ] << std::endl;
    show( left[ r ], sh + 3 );
}
 
int rand_item()
{
    return std::rand() % 100;
}
 
int main()
{
    int c;
    item_t x;
 
    srand( time( 0 ) );
    init();
    while ( true )
    {
        std::cin >> c;
        switch ( c )
        {
            case 0:
                std::cin >> x;
                insert( root, x );
                break;
            case 1:
                std::cin >> x;
                std::cout << ( search( root, x ) ? "++" : "--" ) << std::endl;
                break;
            case 2:
                std::cin >> x;
                std::cout << ( remove_leaf( root, x ) ? "++" : "--" ) << std::endl;
                break;
            case 3:
                show( root, 3 );
                break;
        }
    }
 
    return 0;
}