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这篇CFSDN的博客文章基于红黑树插入操作原理及java实现方法(分享)由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
红黑树是一种二叉平衡查找树,每个结点上有一个存储位来表示结点的颜色,可以是red或black.
红黑树具有以下性质:
(1) 每个结点是红色或是黑色 。
(2) 根结点是黑色的 。
(3) 如果一个结点是红色的,则它的两个儿子都是黑色的 。
(4) 对于每个结点,从该结点到其子孙结点的所有路径上包含相同数目的黑结点 。
通过红黑树的性质,可以保证所有基于红黑树的实现都能保证操作的运行时间为对数级别(范围查找除外。它所需的额外时间和返回的键的数量成正比).
java的treemap就是通过红黑树实现的.
红黑树的操作如果不画图很容易搞糊涂,下面通过图示来说明红黑树的插入操作.
插入一个红色的节点到红黑树中之后,会有6种情况:图示中n表示插入的节点,p表示父节点,u表示叔叔节点,g表示祖父节点,x表示当前操作节点 。
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代码如下:
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|
public
class
redblackbst<key
extends
comparable<key>, value> {
private
node root;
private
static
final
boolean
red =
true
;
private
static
final
boolean
black =
false
;
private
class
node{
private
key key;
//键
private
value val;
//值
private
node left, right, parent;
//左右子树和父节点
private
boolean
color;
//由其父节点指向它的链接的颜色
public
node(key key, value val,node parent,
boolean
color){
this
.key = key;
this
.val = val;
this
.color = color;
}
}
public
value get(key key){
node x = root;
while
(x!=
null
){
int
cmp = key.compareto(x.key);
if
(cmp <
0
) x = x.left;
else
if
(cmp >
0
) x = x.right;
else
return
x.val;
}
return
null
;
}
public
void
put(key key, value val){
if
(root==
null
) {
//如果是根节点,就将节点新建为黑色
root =
new
node(key,val,
null
,black);
return
;
}
//寻找合适的插入位置
node parent =
null
;
node cur = root;
while
(cur!=
null
) {
parent = cur;
if
(key.compareto(cur.key)>
0
) cur=cur.right;
else
cur = cur.left;
}
node n =
new
node(key,val,parent,red);
//普通的新建节点为红色
//将新节点插入parent下
if
(key.compareto(parent.key) >
0
) parent.right = n;
else
parent.left = n;
//插入新节点后要调整树中部分节点的颜色和属性来保证红黑树的特征不被破坏
fixafterinsertion(n);
}
private
node parentof(node x) {
return
(x==
null
?
null
: x.parent);
}
private
boolean
colorof(node x) {
return
(x==
null
? black : x.color);
}
private
node leftof(node x) {
return
(x==
null
?
null
: x.left);
}
private
node rightof(node x) {
return
(x==
null
?
null
: x.right);
}
private
void
setcolor(node x,
boolean
color) {
if
(x!=
null
)
x.color = color;
}
private
void
fixafterinsertion(node x) {
while
(x!=
null
&& colorof(parentof(x)) == red) {
node grandpa = parentof(parentof(x));
node parent = parentof(x);
if
(parent == leftof(grandpa)) {
//case 1 || case2 || case3
node uncle = rightof(grandpa);
if
(colorof(uncle) == red) {
//case1, uncle is red
setcolor(parent,black);
//父节点置黑
setcolor(uncle, black);
//叔叔节点置黑
setcolor(grandpa,red);
//祖父节点置红
x = grandpa;
//因为祖父节点由黑转红,故要重新调整父节点及其祖先的红黑属性
}
else
{
//case2 || case3,uncle is black
if
(x==rightof(parent)) {
//case2
x = parent;
rotateleft(x);
}
//case3
setcolor(parent,black);
setcolor(grandpa, red);
rotateright(grandpa);
}
}
else
{
//case4 || case 5 || case6
node uncle = leftof(grandpa);
if
(colorof(uncle) == red) {
//case4 || case5 || case6
setcolor(parent,black);
setcolor(uncle, black);
setcolor(grandpa,red);
x = grandpa;
}
else
{
//case5 || case6, uncle is black
if
(x==leftof(parent)) {
//case5
x = parent;
rotateright(x);
}
//case6
setcolor(parent,black);
setcolor(grandpa, red);
rotateleft(grandpa);
}
}
}
}
private
void
rotateleft(node x) {
if
(x==
null
)
return
;
node y = x.right;
x.right = y.left;
if
(y.left!=
null
)
y.left.parent = x;
y.left = x;
y.parent = x.parent;
if
(x.parent ==
null
) {
root = y;
}
else
if
(x.parent.left == x) {
x.parent.left = y;
}
else
{
x.parent.right = y;
}
x.parent = y;
}
private
void
rotateright(node x) {
if
(x==
null
)
return
;
node y = x.left;
x.left = y.right;
if
(y.right !=
null
)
y.right.parent = x;
y.right = x;
y.parent = x.parent;
if
(x.parent ==
null
) {
root = y;
}
else
if
(x.parent.left==x) {
x.parent.left = y;
}
else
{
x.parent.right=y;
}
x.parent = y;
}
}
|
上面的rotateleft和rotateright有必要画个图示:
以上这篇基于红黑树插入操作原理及java实现方法(分享)就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我.
原文链接:http://www.cnblogs.com/evasean/p/7998933.html 。
最后此篇关于基于红黑树插入操作原理及java实现方法(分享)的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于基于红黑树插入操作原理及java实现方法(分享)的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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