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红黑树初版

算法 
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package acmcode;

/**
 * Red-Black Tree
 * 
 * @author Leon.Chen
 */
public class RBTree {

    /**
     * 红
     */
    private static final String RED = "red";

    /**
     * 黑
     */
    private static final String BLACK = "black";

    /**
     * 根节点
     */
    private RBNode root;

    /**
     * 左旋转
     * 
     * @param x
     */
    private void leftRotate(RBNode x) {
        RBNode y = x.right;
        x.right = y.left;
        y.left.parent = x;
        y.parent = x.parent;
        if (x.parent == null) {
            root = y;
        } else {
            if (x == x.parent.left) {
                x.parent.left = y;
            } else {
                x.parent.right = y;
            }
        }
        y.left = x;
        x.parent = y;
    }

    /**
     * 右旋转
     * 
     * @param y
     */
    private void rightRotate(RBNode y) {
        RBNode x = y.left;
        y.left = x.right;
        x.right.parent = y;
        x.parent = y.parent;
        if (y.parent == null) {
            root = x;
        } else {
            if (y == y.parent.left) {
                y.parent.left = x;
            } else {
                y.parent.right = x;
            }
        }
        x.right = y;
        y.parent = x;
    }

    /**
     * 红黑树插入方法
     * 
     * @param z
     */
    public void RBInsert(RBNode z) {
        if (root == null) {
            root = z;
            root.color = BLACK;
        } else {
            RBNode x = root;
            RBNode y = null;
            while (isNotNilNode(x)) {
                y = x;
                if (z.value.compareTo(x.value) < 0) {
                    x = x.left;
                } else {
                    x = x.right;
                }
            }
            if (z.value.compareTo(y.value) < 0) {
                y.left = z;
            } else {
                y.right = z;
            }
            z.color = RED;
            z.parent = y;
        }
        z.left = new RBNode(BLACK);
        z.right = new RBNode(BLACK);
        RBInsertFixUp(z);
    }

    /**
     * 解决插入冲突
     * 
     * @param z
     */
    private void RBInsertFixUp(RBNode z) {
        while (z.parent != null && z.parent.color.equals(RED)) {
            if (z.parent == z.parent.parent.left) {
                RBNode y = z.parent.parent.right;
                if (y.color.equals(RED)) {
                    z.parent.color = BLACK;
                    y.color = BLACK;
                    z.parent.parent.color = RED;
                    z = z.parent.parent;
                } else if (z == z.parent.right) {
                    z = z.parent;
                    leftRotate(z);
                } else if (z == z.parent.left) {
                    z.parent.color = BLACK;
                    z.parent.parent.color = RED;
                    rightRotate(z.parent.parent);
                }
            } else {
                RBNode y = z.parent.parent.left;
                if (y.color.equals(RED)) {
                    z.parent.color = BLACK;
                    y.color = BLACK;
                    z.parent.parent.color = RED;
                    z = z.parent.parent;
                } else if (z == z.parent.left) {
                    z = z.parent;
                    rightRotate(z);
                } else if (z == z.parent.right) {
                    z.parent.color = BLACK;
                    z.parent.parent.color = RED;
                    leftRotate(z.parent.parent);
                }
            }
        }
        root.color = BLACK;
    }

    /**
     * @param deleteNode
     */
    public void RBDelete(RBNode deleteNode) {
        RBNode y = null;
        RBNode z = serach(deleteNode.value);
        if (isNilNode(z.left) || isNilNode(z.right)) {
            y = z;
        } else {
            y = treeSuccessor(z);
        }
        RBNode x = null;
        if (isNotNilNode(y.left)) {
            x = y.left;
        } else {
            x = y.right;
        }
        x.parent = y.parent;
        if (isNilNode(y.parent)) {
            root = x;
        } else {
            if (y == y.parent.left) {
                y.parent.left = x;
            } else {
                y.parent.right = x;
            }
        }
        if (y != z) {
            z.value = y.value;
        }
        if (y.color.equals(BLACK)) {
            RBDeleteFixUp(x);
        }
    }

    /**
     * @param x
     */
    private void RBDeleteFixUp(RBNode x) {
        System.out.println("===="+x.value);
        // 解决黑黑冲突,完善中
        while (x != root && x.color.equals(BLACK)) {
            if (x == x.parent.left) {
                RBNode w = x.parent.right;
                if (w.color.equals(RED)) {
                    w.color = BLACK;
                    x.parent.color = RED;
                    leftRotate(x.parent);
                    w = x.parent.right;
                } else if (w.left.color.equals(BLACK) && w.right.color.equals(BLACK)) {
                    w.color = RED;
                    x = x.parent;
                } else if (w.right.color.equals(BLACK)) {
                    w.left.color = BLACK;
                    w.color = RED;
                    rightRotate(w);
                    w = x.parent.right;
                } else if (w.left.color.equals(BLACK)) {
                    w.color = x.parent.color;
                    x.parent.color = BLACK;
                    w.right.color = BLACK;
                    leftRotate(x.parent);
                    x = root;
                }
            } else {
                RBNode w = x.parent.left;
                if (w.color.equals(RED)) {
                    w.color = BLACK;
                    x.parent.color = RED;
                    rightRotate(x.parent);
                    w = x.parent.left;
                } else if (w.left.color.equals(BLACK) && w.right.color.equals(BLACK)) {
                    w.color = RED;
                    x = x.parent;
                } else if (w.left.color.equals(BLACK)) {
                    w.right.color = BLACK;
                    w.color = RED;
                    leftRotate(w);
                    w = x.parent.left;
                } else if (w.right.color.equals(BLACK)) {
                    w.color = x.parent.color;
                    x.parent.color = BLACK;
                    w.left.color = BLACK;
                    rightRotate(x.parent);
                    x = root;
                }
            }
        }
        x.color = BLACK;
    }

    /**
     * 找后继
     * 
     * @param node
     * @return RBNode
     */
    public RBNode treeSuccessor(RBNode node) {
        if (node.right != null) {
            return treeMiniMum(node.right);
        }
        RBNode currentNode = getParentNode(node);
        while (currentNode != null && node == currentNode.right) {
            node = currentNode;
            currentNode = getParentNode(node);
        }
        return currentNode;
    }

    /**
     * 找前驱
     * 
     * @param node
     * @return RBNode
     */
    public RBNode treePrecursor(RBNode node) {
        if (node.left != null) {
            return treeMaxiMum(node.left);
        }
        RBNode currentNode = getParentNode(node);
        while (currentNode != null && node == currentNode.left) {
            node = currentNode;
            currentNode = getParentNode(node);
        }
        return currentNode;
    }

    /**
     * 最大节点
     * 
     * @param node
     * @return RBNode
     */
    public RBNode treeMaxiMum(RBNode node) {
        while (isNotNilNode(node.right)) {
            node = node.right;
        }
        return node;
    }

    /**
     * 最小节点
     * 
     * @param node
     * @return RBNode
     */
    public RBNode treeMiniMum(RBNode node) {
        while (isNotNilNode(node.left)) {
            node = node.left;
        }
        return node;
    }

    /**
     * 找节点的父节点
     * 
     * @param node
     * @return TreeNode
     */
    public RBNode getParentNode(RBNode node) {
        RBNode current = root;
        RBNode trailCurrent = null;
        while (isNotNilNode(current)) {
            if (current.value.compareTo(node.value) == 0) {
                break;
            }
            trailCurrent = current;
            if (node.value.compareTo(current.value) < 0) {
                current = current.left;
            } else {
                current = current.right;
            }
        }
        return trailCurrent;
    }

    /**
     * 搜索
     * 
     * @param value
     * @return TreeNode
     */
    public RBNode serach(RBValue value) {
        return treeSerach(root, value);
    }

    /**
     * 搜索
     * 
     * @param node
     * @param value
     * @return TreeNode
     */
    public RBNode treeSerach(RBNode node, RBValue value) {
        if (isNotNilNode(node) && node.value.compareTo(value) == 0) {
            return node;
        }
        if (value.compareTo(node.value) < 0) {
            return treeSerach(node.left, value);
        } else {
            return treeSerach(node.right, value);
        }
    }

    /**
     * 中序遍历
     * 
     * @param node
     */
    public void inOrder(RBNode node) {
        if (isNotNilNode(node)) {
            inOrder(node.left);
            System.out.println(node.value+","+node.color);
            inOrder(node.right);
        }
    }
    
    /**
     * 先序遍历
     * 
     * @param node
     */
    public void perOrder(RBNode node) {
        if (isNotNilNode(node)) {
            System.out.println(node.value+","+node.color);
            perOrder(node.left);
            perOrder(node.right);
        }
    }

    /**
     * @param node
     * @return 是否为NIL[T]节点
     */
    private boolean isNotNilNode(RBNode node) {
        return node != null && node.value != null;
    }

    /**
     * @param node
     * @return 是否为NIL[T]节点
     */
    private boolean isNilNode(RBNode node) {
        return !isNotNilNode(node);
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        RBTree tree = new RBTree();
        
        
        tree.RBInsert(new RBNode(new RBValue(3)));
        tree.RBInsert(new RBNode(new RBValue(4)));
        tree.RBInsert(new RBNode(new RBValue(12)));
        tree.RBInsert(new RBNode(new RBValue(13)));
        tree.RBInsert(new RBNode(new RBValue(11)));
        tree.RBInsert(new RBNode(new RBValue(15)));
        tree.RBDelete(new RBNode(new RBValue(12)));
        System.out.println("=================");
        System.out.println("root = "+tree.root.value);
        System.out.println("=================");
        tree.inOrder(tree.root);
        System.out.println("=================");
        tree.perOrder(tree.root);
    }

}


package acmcode;

/**
 * @author Leon.Chen
 *
 */
public class RBNode {

    public RBNode parent;

    public RBNode left;

    public RBNode right;

    public RBValue value;

    public String color;

    public RBNode(String color) {
        this.color = color;
    }

    public RBNode() {

    }

    public RBNode(RBValue value) {
        this.value = value;
    }

}


package acmcode;

public class RBValue {

    public int value;

    public RBValue(int value) {
        this.value = value;
    }

    public int compareTo(RBValue otherValue) {
        int thisVal = this.value;
        int anotherVal = otherValue.value;
        return (thisVal < anotherVal ? -1 : (thisVal == anotherVal ? 0 : 1));
    }

    public String toString() {
        return new Integer(value).toString();
    }
}

忘了附图
  • 描述: Introduction to Algorithms 2nd Edition
  • 大小: 71.2 KB
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| 四则运算的中缀转后缀，逆波兰表达式求值
评论
4 楼 OnJavaRoad 2008-11-07  
先收藏了，找时间研究研究
3 楼 pf_miles 2008-07-17  
引用
原来是树？？？。
小看了一下。。懂了。

是啊，是树～
我家门前有好几棵大的！
2 楼 Wallian_hua 2008-07-17  
原来是树？？？。
小看了一下。。懂了。
1 楼 Wallian_hua 2008-07-17  
没懂。。 这是什么
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    通用红黑树 说明： 用Linux内核红黑树封装的一个通用型的红黑树 如何使用该红黑树： 见rbtest1.c和rbtest2.c 直接make生成rbtest1和rbtest2 作者：rcyh 日期：2011年7月21日 ---------------------------------...

    红黑树-数据结构

    红黑树是一种自平衡二叉查找树（self-balancing binary search tree），由计算机科学家Rudolf Bayer在1972年提出。它在保持二叉查找树特性的同时，通过引入颜色属性来确保树的平衡，从而提高数据操作的效率。在红黑...

    红黑树的例子

    ### 红黑树知识点详解 #### 一、红黑树定义与性质 红黑树是一种自平衡二叉查找树，其每个节点除了保存键值、左子节点、右子节点和父节点的信息外，还额外保存了一个表示颜色的属性（红色或黑色）。红黑树在进行...

    红黑树算法的c实现

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    用c实现的红黑树，经典的红黑树，

    红黑树是一种自平衡二叉查找树，由Rudolf Bayer在1972年提出。它的设计目标是在保持查询效率高的同时，尽可能地减少由于插入和删除操作引起的树的不平衡。红黑树的主要特点包括： 1. **颜色属性**：每个节点都有...

    红黑树、区间树

    红黑树和区间树是两种在计算机科学中广泛使用的数据结构，主要应用于高效的数据存储和检索。它们在算法和数据结构领域具有重要地位，尤其在处理动态集合或需要快速查找和更新操作的问题时。 首先，我们来详细了解...

    红黑树实现源码

    红黑树（Red-Black Tree）是一种自平衡二叉查找树，它在计算机科学中扮演着重要的角色，尤其是在数据结构和算法领域。红黑树的名字来源于它的节点颜色属性：红色或黑色。这种颜色属性被用来确保树的某些关键性质，...

    红黑树Java实现

    红黑树（Red-Black Tree）是一种自平衡二叉查找树，它在计算机科学中扮演着重要的角色，尤其是在数据结构和算法领域。红黑树的名字来源于它的节点颜色属性：红色或黑色。这种颜色属性用于确保树的平衡，使得在树中的...

    红黑树算法及其应用_高庆.pdf

    "红黑树算法及其应用" 红黑树是一种高效的查找树数据结构，广泛应用于信息管理系统中的插入、删除、查找操作。红黑树的定义、优点、基本操作及算法将在下面详细介绍。 红黑树的定义 红黑树是一棵二叉查找树，如果...

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