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C++——红黑树

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红黑树介绍

 红黑树实现

节点的插入 

完整代码 

 

红黑树介绍

 红黑树，是一种二叉搜索树，但在每个结点上增加一个存储位表示结点的颜色，可以是Red或Black。

通过对任何一条从根到叶子的路径上各个结点着色方式的限制，红黑树确保没有一条路径会比其他路径长出俩倍，因而是接近平衡的。

最长路径不超过最短路径的二倍

C++——红黑树_第1张图片

红黑树的性质：
1. 每个结点不是红色就是黑色
2. 根节点是黑色的
3. 如果一个节点是红色的，则它的两个孩子结点是黑色的（树中没有连续的红色节点）
4. 对于每个结点，从该结点到其所有后代叶结点的简单路径上，均包含相同数目的黑色结点。（每条路径的黑色节点数量相等）
5. 每个叶子结点都是黑色的(此处的叶子结点指的是空结点
 

 红黑树实现

节点的插入 

当有新节点要插入时，我们尽量遵守规则4，因此插入新节点时，我们插入红色节点。

情况一: cur为红，p为红，g为黑，u存在且为红

abcde是符合红黑树的子树。

如果u存在且为红，p和u变黑，g变红，继续往上处理或者g变黑

新增可以在ab的任意孩子位置
C++——红黑树_第2张图片

C++——红黑树_第3张图片

情况二: cur为红，p为红，g为黑，u不存在/u存在且为黑。

C++——红黑树_第4张图片

C++——红黑树_第5张图片

 p为g的左孩子，cur为p的左孩子，则进行右单旋转；相反，
p为g的右孩子，cur为p的右孩子，则进行左单旋转
p、g变色--p变黑，g变红

情况三: cur为红，p为红，g为黑，u不存在/u存在且为黑。

C++——红黑树_第6张图片

p为g的左孩子，cur为p的右孩子，则针对p做左单旋转；相反，
p为g的右孩子，cur为p的左孩子，则针对p做右单旋转
则转换成了情况2
 

C++——红黑树_第7张图片

完整代码 

C++——红黑树_第8张图片

#include
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

#include
#include 

enum Colour
{
	RED,
	BLACK
};

template
struct RBTreeNode
{
	RBTreeNode* _left;
	RBTreeNode* _right;
	RBTreeNode* _parent;

	pair _kv;
	Colour _col;

	RBTreeNode(const pair& kv)
		:_left(nullptr)
		, _right(nullptr)
		, _parent(nullptr)
		, _kv(kv)
	{}
};

template
struct RBTree
{
	typedef RBTreeNode Node;
public:
	bool Insert(const pair& kv)
	{
		if (_root == nullptr)
		{
			_root = new Node(kv);
			_root->_col = BLACK;
			return true;
		}

		Node* parent = nullptr;
		Node* cur = _root;
		while (cur)
		{
			if (cur->_kv.first < kv.first)
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_right;
			}
			else if (cur->_kv.first > kv.first)
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_left;
			}
			else
			{
				return false;
			}
		}

		cur = new Node(kv);
		cur->_col = RED;

		if (parent->_kv.first < kv.first)
		{
			parent->_right = cur;
		}
		else
		{
			parent->_left = cur;
		}

		cur->_parent = parent;

		while (parent && parent->_col == RED)
		{
			Node* grandfater = parent->_parent;
			assert(grandfater);
			assert(grandfater->_col == BLACK);
			// 关键看叔叔
			if (parent == grandfater->_left)
			{
				Node* uncle = grandfater->_right;
				// 情况一 : uncle存在且为红，变色+继续往上处理
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfater->_col = RED;
					// 继续往上处理
					cur = grandfater;
					parent = cur->_parent;
				}// 情况二+三：uncle不存在 + 存在且为黑
				else
				{
					// 情况二：右单旋+变色
					//     g 
					//   p   u
					// c
					if (cur == parent->_left)
					{
						RotateR(grandfater);
						parent->_col = BLACK;
						grandfater->_col = RED;
					}
					else
					{
						// 情况三：左右单旋+变色
						//     g 
						//   p   u
						//     c
						RotateL(parent);
						RotateR(grandfater);
						cur->_col = BLACK;
						grandfater->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
			else // (parent == grandfater->_right)
			{
				Node* uncle = grandfater->_left;
				// 情况一
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfater->_col = RED;
					// 继续往上处理
					cur = grandfater;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					// 情况二：左单旋+变色
					//     g 
					//   u   p
					//         c
					if (cur == parent->_right)
					{
						RotateL(grandfater);
						parent->_col = BLACK;
						grandfater->_col = RED;
					}
					else
					{
						// 情况三：右左单旋+变色
						//     g 
						//   u   p
						//     c
						RotateR(parent);
						RotateL(grandfater);
						cur->_col = BLACK;
						grandfater->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}

		}

		_root->_col = BLACK;
		return true;
	}

	void InOrder()
	{
		_InOrder(_root);
		cout << endl;
	}

	bool IsBalance()
	{
		if (_root == nullptr)
		{
			return true;
		}

		if (_root->_col == RED)
		{
			cout << "根节点不是黑色" << endl;
			return false;
		}

		// 黑色节点数量基准值
		int benchmark = 0;
		/*Node* cur = _root;
		while (cur)
		{
		if (cur->_col == BLACK)
		++benchmark;

		cur = cur->_left;
		}*/

		return PrevCheck(_root, 0, benchmark);
	}

private:
	bool PrevCheck(Node* root, int blackNum, int& benchmark)
	{
		if (root == nullptr)
		{
			//cout << blackNum << endl;
			//return;
			if (benchmark == 0)//黑色节点数量的基准值
			{
				benchmark = blackNum;
				return true;
			}

			if (blackNum != benchmark)
			{
				cout << "某条黑色节点的数量不相等" << endl;
				return false;
			}
			else
			{
				return true;
			}
		}

		if (root->_col == BLACK)
		{
			++blackNum;
		}

		if (root->_col == RED && root->_parent->_col == RED)//如果有连续红色节点，则不是红黑树
		{
			cout << "存在连续的红色节点" << endl;
			return false;
		}

		return PrevCheck(root->_left, blackNum, benchmark)
			&& PrevCheck(root->_right, blackNum, benchmark);
	}

	void _InOrder(Node* root)
	{
		if (root == nullptr)
		{
			return;
		}

		_InOrder(root->_left);
		cout << root->_kv.first << ":" << root->_kv.second << endl;
		_InOrder(root->_right);
	}

	void RotateL(Node* parent)
	{
		Node* subR = parent->_right;
		Node* subRL = subR->_left;

		parent->_right = subRL;
		if (subRL)
			subRL->_parent = parent;

		Node* ppNode = parent->_parent;

		subR->_left = parent;
		parent->_parent = subR;

		if (_root == parent)
		{
			_root = subR;
			subR->_parent = nullptr;
		}
		else
		{
			if (ppNode->_left == parent)
			{
				ppNode->_left = subR;
			}
			else
			{
				ppNode->_right = subR;
			}

			subR->_parent = ppNode;
		}

	}

	void RotateR(Node* parent)
	{
		Node* subL = parent->_left;
		Node* subLR = subL->_right;

		parent->_left = subLR;
		if (subLR)
		{
			subLR->_parent = parent;
		}

		Node* ppNode = parent->_parent;

		subL->_right = parent;
		parent->_parent = subL;

		if (_root == parent)
		{
			_root = subL;
			subL->_parent = nullptr;
		}
		else
		{
			if (ppNode->_left == parent)
			{
				ppNode->_left = subL;
			}
			else
			{
				ppNode->_right = subL;
			}

			subL->_parent = ppNode;
		}

	}

private:
	Node* _root = nullptr;
};
void TestRBTree1()
{
	size_t N = 1000;
	srand(time(0));
	RBTree t1;
	for (size_t i = 0; i < N; ++i)
	{
		int x = rand();
		cout << "Insert:" << x << ":" << i << endl;
		t1.Insert(make_pair(x, i));
	}
	cout << "IsBalance:" << t1.IsBalance() << endl;
}
int main()
{
	TestRBTree1();
	return 0;
}

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    小弟我今年研一，也是从事的咱们现在最流行的专业（计算机）。本科三流学校，为了能有个更好的跳板，进入了考研大军，非常有幸能进入研究生的行业（具体学校就不说了，怕把学校的名誉给损了）。   先说一下自身的条件，本科专业软件工程。主要学习就是软件开发，几乎和计算机没有什么区别。因为学校本身三流，也就是让老师带着学生学点东西，然后让学生毕业就行了。对专业性的东西了解的非常浅。就那学的语言来说
  • 23种设计模式的意图和适用范围 aijuans 设计模式
    Factory Method 意图 定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method 使一个类的实例化延迟到其子类。 　　适用性 当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。 　　当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。 　　当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。 Abstr
  • Java中的synchronized和volatile aoyouzi javavolatilesynchronized
    说到Java的线程同步问题肯定要说到两个关键字synchronized和volatile。说到这两个关键字，又要说道JVM的内存模型。JVM里内存分为main memory和working memory。 Main memory是所有线程共享的，working memory则是线程的工作内存，它保存有部分main memory变量的拷贝，对这些变量的更新直接发生在working memo
  • js数组的操作和this关键字 百合不是茶 js数组操作this关键字
    js数组的操作;   一:数组的创建: 1、数组的创建 var array = new Array();　//创建一个数组 var array = new Array([size]);　//创建一个数组并指定长度，注意不是上限，是长度 var arrayObj = new Array([element0[, element1[, ...[, elementN]]]
  • 别人的阿里面试感悟 bijian1013 面试分享工作感悟阿里面试
    原文如下：http://greemranqq.iteye.com/blog/2007170         一直做企业系统，虽然也自己一直学习技术，但是感觉还是有所欠缺，准备花几个月的时间，把互联网的东西，以及一些基础更加的深入透析，结果这次比较意外，有点突然，下面分享一下感受吧！    &nb
  • 淘宝的测试框架Itest Bill_chen springmaven框架单元测试JUnit
    Itest测试框架是TaoBao测试部门开发的一套单元测试框架，以Junit4为核心， 集合DbUnit、Unitils等主流测试框架，应该算是比较好用的了。 近期项目中用了下，有关itest的具体使用如下： 1.在Maven中引入itest框架： <dependency>   <groupId>com.taobao.test</groupId&g
  • 【Java多线程二】多路条件解决生产者消费者问题 bit1129 java多线程
    package com.tom; import java.util.LinkedList; import java.util.Queue; import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom; import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.loc
  • 汉字转拼音pinyin4j 白糖_ pinyin4j
    以前在项目中遇到汉字转拼音的情况，于是在网上找到了pinyin4j这个工具包，非常有用，别的不说了，直接下代码：   import java.util.HashSet; import java.util.Set; import net.sourceforge.pinyin4j.PinyinHelper; import net.sourceforge.pinyin
  • org.hibernate.TransactionException: JDBC begin failed解决方案 bozch ssh数据库异常DBCP
    org.hibernate.TransactionException: JDBC begin failed:     at org.hibernate.transaction.JDBCTransaction.begin(JDBCTransaction.java:68)    at org.hibernate.impl.SessionImp
  • java-并查集（Disjoint-set）-将多个集合合并成没有交集的集合 bylijinnan java
    import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.HashMap; import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; import java.util.List; import java.util.Map; import java.ut
  • Java PrintWriter打印乱码 chenbowen00 java
    一个小程序读写文件，发现PrintWriter输出后文件存在乱码，解决办法主要统一输入输出流编码格式。 读文件： BufferedReader 从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而提供字符、数组和行的高效读取。 可以指定缓冲区的大小，或者可使用默认的大小。大多数情况下，默认值就足够大了。 通常，Reader 所作的每个读取请求都会导致对基础字符或字节流进行相应的读取请求。因
  • [天气与气候]极端气候环境 comsci 环境
          如果空间环境出现异变...外星文明并未出现,而只是用某种气象武器对地球的气候系统进行攻击,并挑唆地球国家间的战争,经过一段时间的准备...最大限度的削弱地球文明的整体力量,然后再进行入侵......      那么地球上的国家应该做什么样的防备工作呢?  &n
  • oracle order by与union一起使用的用法 daizj UNIONoracleorder by
    当使用union操作时，排序语句必须放在最后面才正确，如下： 只能在union的最后一个子查询中使用order by，而这个order by是针对整个unioning后的结果集的。So： 如果unoin的几个子查询列名不同，如 Sql代码  select supplier_id, supplier_name  from suppliers  UNI
  • zeus持久层读写分离单元测试 deng520159 单元测试
    本文是zeus读写分离单元测试,距离分库分表,只有一步了.上代码: 1.ZeusMasterSlaveTest.java package com.dengliang.zeus.webdemo.test; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import org.junit.Assert; import org.j
  • Yii 截取字符串(UTF-8) 使用组件 dcj3sjt126com yii
    1.将Helper.php放进protected\components文件夹下。 2.调用方法：   Helper::truncate_utf8_string($content,20,false);   //不显示省略号  Helper::truncate_utf8_string($content,20);  //显示省略号  &n
  • 安装memcache及php扩展 dcj3sjt126com PHP
    安装memcache    tar zxvf memcache-2.2.5.tgz     cd memcache-2.2.5/     /usr/local/php/bin/phpize (?)    ./configure --with-php-confi
  • JsonObject 处理日期 feifeilinlin521 javajsonJsonOjbectJsonArrayJSONException
        写这边文章的初衷就是遇到了json在转换日期格式出现了异常 net.sf.json.JSONException: java.lang.reflect.InvocationTargetException  原因是当你用Map接收数据库返回了java.sql.Date 日期的数据进行json转换出的问题话不多说  直接上代码  &n
  • Ehcache（06）——监听器 234390216 监听器listenerehcache
    监听器          Ehcache中监听器有两种，监听CacheManager的CacheManagerEventListener和监听Cache的CacheEventListener。在Ehcache中，Listener是通过对应的监听器工厂来生产和发生作用的。下面我们将来介绍一下这两种类型的监听器。  
  • activiti 自带设计器中chrome 34版本不能打开bug的解决 jackyrong Activiti
      在acitivti modeler中，如果是chrome 34，则不能打开该设计器，其他浏览器可以， 经证实为bug，参考 http://forums.activiti.org/content/activiti-modeler-doesnt-work-chrome-v34 修改为，找到 oryx.debug.js 在最头部增加 if (!Document.
  • 微信收货地址共享接口-终极解决 laotu5i0 微信开发
       最近要接入微信的收货地址共享接口，总是不成功，折腾了好几天，实在没办法网上搜到的帖子也是骂声一片。我把我碰到并解决问题的过程分享出来，希望能给微信的接口文档起到一个辅助作用，让后面进来的开发者能快速的接入，而不需要像我们一样苦逼的浪费好几天，甚至一周的青春。各种羞辱、谩骂的话就不说了，本人还算文明。    如果你能搜到本贴，说明你已经碰到了各种 ed
  • 关于人才 netkiller.github.com 工作面试招聘netkiller人才
    关于人才 每个月我都会接到许多猎头的电话，有些猎头比较专业，但绝大多数在我看来与猎头二字还是有很大差距的。 与猎头接触多了，自然也了解了他们的工作，包括操作手法，总体上国内的猎头行业还处在初级阶段。 总结就是“盲目推荐，以量取胜”。 目前现状 许多从事人力资源工作的人，根本不懂得怎么找人才。处在人才找不到企业，企业找不到人才的尴尬处境。 企业招聘，通常是需要用人的部门提出招聘条件，由人
  • 搭建 CentOS 6 服务器 - 目录 rensanning centos
    (1) 安装CentOS ISO（desktop/minimal）、Cloud（AWS/阿里云）、Virtualization（VMWare、VirtualBox） 详细内容 (2) Linux常用命令 cd、ls、rm、chmod...... 详细内容 (3) 初始环境设置 用户管理、网络设置、安全设置...... 详细内容 (4) 常驻服务Daemon
  • 【求助】mongoDB无法更新主键 toknowme mongodb
      Query query = new Query();          query.addCriteria(new Criteria("_id").is(o.getId()));                &n
  • jquery 页面滚动到底部自动加载插件集合 xp9802 jquery
    很多社交网站都使用无限滚动的翻页技术来提高用户体验，当你页面滑到列表底部时候无需点击就自动加载更多的内容。下面为你推荐 10 个 jQuery 的无限滚动的插件： 1. jQuery ScrollPagination jQuery ScrollPagination plugin 是一个 jQuery 实现的支持无限滚动加载数据的插件。 2. jQuery Screw S
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