建立紅黑樹(左旋、右旋、插入、維護)程式碼+驗證
關於紅黑樹的理論講解,網上有很多,大家可以自己找,這裡重點在於實現,程式碼供大家參考。程式碼如下:
vc6.0下驗證結果:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <string.h> #define RED 0 #define BLACK 1 #define NUM 9 typedef struct RBTNode { int key; struct RBTNode *parent,*left,*right; int color; }RBTNode,*RBTree; RBTree nil,root; void InitLeafNode() { nil =(RBTree)malloc(sizeof(RBTree)); root=(RBTree)malloc(sizeof(RBTree)); nil->color = BLACK; nil->left = NULL; nil->right = NULL; nil->key = -1; root = nil; } RBTree CreatNode(int key,int color) { RBTree x; x=(RBTNode *)malloc(sizeof(RBTNode)); x->color = color; x->key = key; x->left = nil; x->right = nil; x->parent = NULL; return x; } void LeftRotate(RBTree z) //左旋 { RBTree y; y = z->right; z->right = y->left; //set y if(y->left != nil) y->left->parent = z; y->parent = z->parent; if(z->parent == nil) root = y; else if(z == z->parent->left) z->parent->left = y; else z->parent->right = y; //Put z on y's left. y->left = z; z->parent = y; } void RightRotate(RBTree z) //右旋 { RBTree y; y = z->left; z->left = y->right; if(y->right != nil) y->right->parent = z; y->parent = z->parent; if(z->parent == nil) root = y; else if(z == z->parent->left) z->parent->left = y; else z->parent->right = y; y->right = z; z->parent = y; } void TreeInsert(RBTree z) //插入 { RBTree x,y; y = nil; x = root; while(x!=nil){ //Find the insertion position. y = x; if(z->key<x->key) x = x->left; else x = x->right; } z->parent = y; if(y == nil) root = z; else{ if(z->key < y->key) y->left = z; else y->right = z; } } void RBTreeInsertFixup(RBTree z) //維護 { RBTree y; while(z->parent->color == RED){ if(z->parent == z->parent->parent->left){ y = z->parent->parent->right; if(y->color == RED){ //case 1. z->parent->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; y->color = BLACK; z = z->parent->parent; } else{ if(z == z->parent->right){ //case 2. z = z->parent; LeftRotate(z); } z->parent->color = BLACK; //case 3. z->parent->parent->color = RED; z = z->parent->parent; RightRotate(z); } } else{ //symmetry of (case 1,2,3) y = z->parent->parent->left; if(y->color == RED){ z->parent->color =BLACK; z->parent->parent->color =RED; y->color =BLACK; z = z->parent->parent; } else{ if(z == z->parent->left){ z = z->parent; RightRotate(z); } z->parent->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; z = z->parent->parent; LeftRotate(z); } } } root->color = BLACK; } void RBTreeInsert(RBTree z) { TreeInsert(z); z->left = nil; z->right = nil; //z->color = RED; RBTreeInsertFixup(z); } int main(void) { RBTree node[NUM]; int key; int i; int A[NUM]={8,11,17,15,6,1,22,25,27}; InitLeafNode(); for(i=0;i<NUM;i++){ key=A[i]; node[i]=CreatNode(key,RED); RBTreeInsert(node[i]); } //驗證的時候就是列印每個節點的左孩子和右孩子的key,key為-1代表為葉子節點。 printf("The RBT is :\n"); for(i=0;i<NUM;i++) printf("%d + %d\n",node[i]->left->key,node[i]->right->key); return 0; }
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