【C++学习手札】基于红黑树封装模拟实现map和set

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                                                 本文前置知识： 红黑树

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目录

一、前言

         map和set的底层原理        

 二、红黑树的封装

         通过模板使得map和set都可复用红黑树

         迭代器类

        operator++()

        operator--() 

        红黑树类 

        仿函数

        map 

        set

         封装后的红黑树

         begin()和end()

         通过仿函数来控制要比较的值

         完整封装 

三、map和set的封装

        封装后的set 

        封装后的map 

 四、完整代码

        RBTree.h

        myset.h 

        mymap.h

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一、前言

         本文主要叙述基于红黑树对于map和set的封装实现，需要有红黑树的知识前提。由于前面作者对于红黑树主要只是模拟实现了插入的功能。因此本文也只是实现map和set相应的功能，本文的主要要点在于map和set的封装以及迭代器中++和--的实现。

         map和set的底层原理        

        C++中的map和set都是STL中的关联容器，都基于红黑树实现。其中set是K模型的容器，而map是KV模型的容器,本文主要讲述用一棵KV模型的红黑树同时实现map和set。map和set都使用红黑树的基本操作，时间复杂度为O(log n)，其中n为元素数量。因此，map和set都是高效的关联容器。

 二、红黑树的封装

         通过模板使得map和set都可复用红黑树

        可以看到我们定义了一个模板参数T，通过T的类型变化来改变红黑树中每一个节点的值，从而控制整颗红黑树的复用。 

enum Colour
{
	RED,
	BLACK
};

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

	T _data;

	Colour _col;

	RBTreeNode(const T& data)
		:_left(nullptr)
		, _right(nullptr)
		, _parent(nullptr)
		, _data(data)
		, _col(RED)
	{}
};

         迭代器类

       迭代器实际上是对于指针进行操作，因此我们实例化并且重新命名了节点类的指针Node,由于迭代器分为是否常量迭代器，对此我们额外定义了两个模板参数Ref、Ptr用于控制其中重载运算符 T& operator*() 和 T* operator->()。当我们实例化时，区分Ref是const T&还是T&、Ptr是const T*还是T*。后面RBTree中会有所体现。在迭代器中，其中，operator*和operator->返回指向节点的指针，operator++和operator--实现前后缀++/--运算符，operator==和operator!=用来比较两个迭代器是否指向同一个节点。 

        以下为大致实现的功能：

template
struct __TreeIterator
{
	typedef RBTreeNode Node;
	typedef __TreeIterator Self;
	Node* _node;

	__TreeIterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}

	Self& operator--();

	Self& operator++();

	Ref operator*()
	{
		return _node->_data;
	}

	Ptr operator->()
	{
		return &_node->_data;
	}

	bool operator!=(const Self& s)
	{
		return _node != s._node;
	}

	bool operator==(const Self& s)
	{
		return _node == s._node;
	}

};

        operator++()

        对于map和set的遍历我们默认都是中序遍历，也就是左子树 根 右子树。因此对于++操作我们首要的是找到下一个节点，则这个下一个节点便是在这个节点的右子树，也就是而下一个节点的准确位置为：这个节点的右子树的最左节点（为什么呢？因为左 根 右我们将这个节点看作为根，则下一个节点位置为右子树，而右子树的第一个节点则为最左的节点）。 当这个节点的右为空，意味着包括这个节点在内的左 根 右都遍历完了，那么我们就需要向上遍历。则需遵循以下：如果孩子是父亲的左就返回父亲（这就是意味着遍历完了左 接下来要遍历 根），否则就继续向上遍历，如果走到nullptr那就是遍历完成。

总结一下遍历规则：

1、如果_node的右不为空，找右孩子的最左节点

2、如果_node的右为空，如果孩子是父亲的左就返回父亲，否则就继续向上遍历，如果走到nullptr那就是遍历完成

	Self& operator++()
	{
		if (_node->_right)
		{
			// 下一个就是右子树的最左节点
			Node* cur = _node->_right;
			while (cur->_left)
			{
				cur = cur->_left;
			}

			_node = cur;
		}
		else
		{
			// 左子树 根 右子树
			// 右为空，找孩子是父亲左的那个祖先
			Node* cur = _node;
			Node* parent = cur->_parent;
			while (parent && cur == parent->_right)
			{
				cur = parent;
				parent = parent->_parent;
			}

			_node = parent;
		}

		return *this;
	}

        operator--() 

         和上面的operator++()相似，但是我们的遍历顺序变为了右子树 根 左子树。

总结一下遍历规则：

1、如果_node的左不为空，找左孩子的最右节点

2、如果_node的左为空，如果孩子是父亲的右就返回父亲，否则就继续向上遍历，如果走到nullptr那就是遍历完成

	Self& operator--()
	{
		if (_node->_left)
		{
			Node* cur = _node->_left;
			while (cur->_right)
			{
				cur = cur->_right;
			}

			_node = cur;
		}
		else
		{
			Node* cur = _node;
			Node* parent = cur->_parent;
			while (parent && cur == parent->_left)
			{
				cur = parent;
				parent = parent->_parent;
			}

			_node = parent;
		}
		return *this;
	}

        红黑树类 

         从之前我们所学习的红黑树的模拟实现我们可以知道，红黑树的插入等等操作中会用到对于key的比较。对此，set和map的比较要求是不同的，set可以直接用key进行比较，而map中对于pair的比较是先按first比较再比价second，而我们想要的结果是只比较first，因此我们定义了个KeyofT来对map和set进行区分。这个KeyofT则是通过传递仿函数来进行控制对于要比较值的转换。

// set->RBTree _t;
// map->RBTree, MapKeyOfT> _t;
template
class RBTree
{
	typedef RBTreeNode Node;
public:
	typedef __TreeIterator iterator;
	typedef __TreeIterator const_iterator;

	iterator begin();

	iterator end();

	const_iterator begin();

	const_iterator end();

	//pair Insert(const T& data)
	pair Insert(const T& data);

	Node * Find(const K & key)

private:
	Node* _root = nullptr;
};

        仿函数

        注意：这里的仿函数是在map和set中定义的，我们在map和set中的迭代器实际上是就是间接的控制了RBTree的迭代器。

        map 

		struct MapKeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};

         set

		struct SetKeyOfT
		{
			const K& operator()(const K& key)
			{
				return key;
			}
		};

         封装后的红黑树

         begin()和end()

         STL明确规定，begin()与end()代表的是一段前闭后开的区间，而对红黑树进行中序遍历后，可以得到一个有序的序列，因此：begin()可以放在红黑树中最小节点(即最左侧节点)的位置，end()放在最大节点(最右侧节点)的下一个位置，关键是最大节点的下一个位置在哪块？能否给成nullptr呢？答案是行不通的，因为对end()位置的迭代器进行--操作，必须要能找最后一个元素，此处就不行，因此最好的方式是将end()放在头结点的位置：

         虽然但是，作者还是将end()给了nullptr，事实上勉强还是可以用的哈哈哈...

	iterator begin()
	{
		Node* cur = _root;
		while (cur && cur->_left)
		{
			cur = cur->_left;
		}

		return iterator(cur);
	}

	iterator end()
	{
		return iterator(nullptr);
	}

	const_iterator begin() const
	{
		Node* cur = _root;
		while (cur && cur->_left)
		{
			cur = cur->_left;
		}

		return const_iterator(cur);
	}

	const_iterator end() const
	{
		return const_iterator(nullptr);
	}

         通过仿函数来控制要比较的值

         注意：这里对于insert以及find中都定义了一个KeyOfT kot; 这个就是上面所提到的用于转化用于比较的数据的仿函数的定义。

         其中对于insert有点需要注意：我们运用了pair中的特性，用pair接收了make_pair(newnode, true)的返回值，用pair构造了一个新的pair而不是拷贝构造了一个pair。后续会提到为什么（在set封装中）

	//pair Insert(const T& data)
	pair Insert(const T& data)
	{
		if (_root == nullptr)
		{
			_root = new Node(data);
			_root->_col = BLACK;
			return make_pair(_root, true);
		}

		Node* parent = nullptr;
		Node* cur = _root;
		KeyOfT kot;

		while (cur)
		{
			if (kot(cur->_data) < kot(data))
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_right;
			}
			else if (kot(cur->_data) > kot(data))
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_left;
			}
			else
			{
				return make_pair(cur, false);
			}
		}

		// 新增节点给红色
		cur = new Node(data);
		Node* newnode = cur;
		cur->_col = RED;
		if (kot(parent->_data) < kot(data))
		{
			parent->_right = cur;
			cur->_parent = parent;
		}
		else
		{
			parent->_left = cur;
			cur->_parent = parent;
		}

		while (parent && parent->_col == RED)
		{
			Node* grandfather = parent->_parent;
			if (parent == grandfather->_left)
			{
				//     g
				//   p   u
				// c
				Node* uncle = grandfather->_right;
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					// 变色
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfather->_col = RED;

					// 继续往上更新处理
					cur = grandfather;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					if (cur == parent->_left)
					{
						// 单旋
						//     g
						//   p
						// c
						RotateR(grandfather);
						parent->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}
					else
					{
						// 双旋
						//     g
						//   p
						//     c
						RotateL(parent);
						RotateR(grandfather);
						cur->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
			else  // parent == grandfather->_right
			{
				//     g
				//   u   p 
				//          c
				//
				Node* uncle = grandfather->_left;
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					// 变色
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfather->_col = RED;

					// 继续往上处理
					cur = grandfather;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					if (cur == parent->_right)
					{
						RotateL(grandfather);
						parent->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}
					else
					{
						//     g
						//   u   p 
						//     c
						//
						RotateR(parent);
						RotateL(grandfather);
						cur->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
		}

		_root->_col = BLACK;

		return make_pair(newnode, true);
	}

	
    Node * Find(const K & key)
	{
		Node* cur = _root;
		KeyOfT kot;
		while (cur!= nullptr)
		{	
			if (kot(cur->_data) < key)
			{
				cur = cur->_left;
			}
			else if (kot(cur->_data) > key)
			{
				cur = cur->_right;
			}
			else
			{
				return cur;
			}
		}
		return nullptr;
	}

        完整封装 

// set->RBTree _t;
// map->RBTree, MapKeyOfT> _t;
template
class RBTree
{
	typedef RBTreeNode Node;
public:
	typedef __TreeIterator iterator;
	typedef __TreeIterator const_iterator;

	iterator begin()
	{
		Node* cur = _root;
		while (cur && cur->_left)
		{
			cur = cur->_left;
		}

		return iterator(cur);
	}

	iterator end()
	{
		return iterator(nullptr);
	}

	const_iterator begin() const
	{
		Node* cur = _root;
		while (cur && cur->_left)
		{
			cur = cur->_left;
		}

		return const_iterator(cur);
	}

	const_iterator end() const
	{
		return const_iterator(nullptr);
	}

	//pair Insert(const T& data)
	pair Insert(const T& data)
	{
		if (_root == nullptr)
		{
			_root = new Node(data);
			_root->_col = BLACK;
			return make_pair(_root, true);
		}

		Node* parent = nullptr;
		Node* cur = _root;
		KeyOfT kot;

		while (cur)
		{
			if (kot(cur->_data) < kot(data))
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_right;
			}
			else if (kot(cur->_data) > kot(data))
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_left;
			}
			else
			{
				return make_pair(cur, false);
			}
		}

		// 新增节点给红色
		cur = new Node(data);
		Node* newnode = cur;
		cur->_col = RED;
		if (kot(parent->_data) < kot(data))
		{
			parent->_right = cur;
			cur->_parent = parent;
		}
		else
		{
			parent->_left = cur;
			cur->_parent = parent;
		}

		while (parent && parent->_col == RED)
		{
			Node* grandfather = parent->_parent;
			if (parent == grandfather->_left)
			{
				//     g
				//   p   u
				// c
				Node* uncle = grandfather->_right;
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					// 变色
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfather->_col = RED;

					// 继续往上更新处理
					cur = grandfather;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					if (cur == parent->_left)
					{
						// 单旋
						//     g
						//   p
						// c
						RotateR(grandfather);
						parent->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}
					else
					{
						// 双旋
						//     g
						//   p
						//     c
						RotateL(parent);
						RotateR(grandfather);
						cur->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
			else  // parent == grandfather->_right
			{
				//     g
				//   u   p 
				//          c
				//
				Node* uncle = grandfather->_left;
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					// 变色
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfather->_col = RED;

					// 继续往上处理
					cur = grandfather;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					if (cur == parent->_right)
					{
						RotateL(grandfather);
						parent->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}
					else
					{
						//     g
						//   u   p 
						//     c
						//
						RotateR(parent);
						RotateL(grandfather);
						cur->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
		}

		_root->_col = BLACK;

		return make_pair(newnode, true);
	}

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

		parent->_right = subRL;
		subR->_left = parent;

		Node* parentParent = parent->_parent;

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

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

			subR->_parent = parentParent;
		}
	}

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

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

		Node* parentParent = parent->_parent;

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

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

			subL->_parent = parentParent;
		}
	}

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

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

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

	// 根节点->当前节点这条路径的黑色节点的数量
	bool Check(Node* root, int blacknum, const int refVal)
	{
		if (root == nullptr)
		{
			//cout << balcknum << endl;
			if (blacknum != refVal)
			{
				cout << "存在黑色节点数量不相等的路径" << endl;
				return false;
			}

			return true;
		}

		if (root->_col == RED && root->_parent->_col == RED)
		{
			cout << "有连续的红色节点" << endl;

			return false;
		}

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

		return Check(root->_left, blacknum, refVal)
			&& Check(root->_right, blacknum, refVal);
	}

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

		if (_root->_col == RED)
			return false;

		//参考值
		int refVal = 0;
		Node* cur = _root;
		while (cur)
		{
			if (cur->_col == BLACK)
			{
				++refVal;
			}

			cur = cur->_left;
		}

		int blacknum = 0;
		return Check(_root, blacknum, refVal);
	}

	int Height()
	{
		return _Height(_root);
	}

	int _Height(Node* root)
	{
		if (root == nullptr)
			return 0;

		int leftHeight = _Height(root->_left);
		int rightHeight = _Height(root->_right);

		return leftHeight > rightHeight ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1;
	}

	size_t Size()
	{
		return _Size(_root);
	}

	size_t _Size(Node* root)
	{
		if (root == NULL)
			return 0;

		return _Size(root->_left)
			+ _Size(root->_right) + 1;
	}

	Node * Find(const K & key)
	{
		Node* cur = _root;
		KeyOfT kot;
		while (cur!= nullptr)
		{	
			if (kot(cur->_data) < key)
			{
				cur = cur->_left;
			}
			else if (kot(cur->_data) > key)
			{
				cur = cur->_right;
			}
			else
			{
				return cur;
			}
		}
		return nullptr;
	}

private:
	Node* _root = nullptr;
};

三、map和set的封装

        封装后的set 

#pragma once
#include"RBTree.h"

namespace bit
{
	template
	class set
	{
	public:
		struct SetKeyOfT
		{
			const K& operator()(const K& key)
			{
				return key;
			}
		};

		typedef typename RBTree::const_iterator iterator;
		typedef typename RBTree::const_iterator const_iterator;


		iterator begin() const
		{
			return _t.begin();
		}

		iterator end() const
		{
			return _t.end();
		}

		pair insert(const K& key)
		{
			return _t.Insert(key);
		}

	private:
		RBTree _t;
	};
}

         注意这段代码：

typedef typename RBTree::const_iterator iterator;
typedef typename RBTree::const_iterator const_iterator;

        其中typenam是告诉编译器这里是类型因为这里是对类模板取内嵌类型。通过set的定义我们知道set不允许被修改数值，因此我们将两个迭代器实际上都定义为const_iterator。但是这样定义其中insert又出问题了，因为其中的返回类型会出现不匹配的情况，即pair 和_t.Insert(key)不匹配。因为我们return返回的实际上是iterator,而实际上接受的类型为const_iterator。这时我们上面提到的用pair构造了一个新的pair而不是拷贝构造了一个pair就起到作用了，他使得返回的类型匹配！

        当然我们也有其他的解决办法：定义一个迭代器的拷贝构造 

        STL库中的普通迭代器都可以转换为const迭代器，这是迭代器类的拷贝构造所支持的。

                如下：

struct __TreeIterator
{
	typedef RedBlackTreeNode Node;
	Node* _node;
	typedef __TreeIterator Self;
	typedef __TreeIterator iterator;

	__TreeIterator(const iterator& it)
		:_node(it._node)
	{}

	__TreeIterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}
}

         

        封装后的map 

        想较于set，map的key值不可修改，但是value是可以修改的，对于他的迭代器定义按照正常的const和非const就好，但是他主要做文章的地方是在RBTree, MapKeyOfT> _t;中，直接将K定义为const K了。  

#pragma once
#include"RBTree.h"

namespace bit
{
	template
	class map
	{
	public:
		struct MapKeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};

		// 对类模板取内嵌类型，加typename告诉编译器这里是类型
		typedef typename RBTree, MapKeyOfT>::iterator iterator;
		typedef typename RBTree, MapKeyOfT>::const_iterator const_iterator;


		iterator begin()
		{
			return _t.begin();
		}

		iterator end()
		{
			return _t.end();
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _t.begin();
		}

		const_iterator end()const
		{
			return _t.end();
		}

		V& operator[](const K& key)
		{
			pair ret = insert(make_pair(key, V()));
			return ret.first->second;
		}

		pair insert(const pair& kv)
		{
			return _t.Insert(kv);
		}

	private:
		RBTree, MapKeyOfT> _t;
	};
}

 四、完整代码

         RBTree.h

#pragma once

// set ->key
// map ->key/value

enum Colour
{
	RED,
	BLACK
};

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

	T _data;

	Colour _col;

	RBTreeNode(const T& data)
		:_left(nullptr)
		, _right(nullptr)
		, _parent(nullptr)
		, _data(data)
		, _col(RED)
	{}
};

template
struct __TreeIterator
{
	typedef RBTreeNode Node;
	typedef __TreeIterator Self;
	Node* _node;

	__TreeIterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}

	Ref operator*()
	{
		return _node->_data;
	}

	Ptr operator->()
	{
		return &_node->_data;
	}

	Self& operator--()
	{
		if (_node->_left)
		{
			Node* cur = _node->_left;
			while (cur->_right)
			{
				cur = cur->_right;
			}

			_node = cur;
		}
		else
		{
			Node* cur = _node;
			Node* parent = cur->_parent;
			while (parent && cur == parent->_left)
			{
				cur = parent;
				parent = parent->_parent;
			}

			_node = parent;
		}
		return *this;
	}

	Self& operator++()
	{
		if (_node->_right)
		{
			// 下一个就是右子树的最左节点
			Node* cur = _node->_right;
			while (cur->_left)
			{
				cur = cur->_left;
			}

			_node = cur;
		}
		else
		{
			// 左子树 根 右子树
			// 右为空，找孩子是父亲左的那个祖先
			Node* cur = _node;
			Node* parent = cur->_parent;
			while (parent && cur == parent->_right)
			{
				cur = parent;
				parent = parent->_parent;
			}

			_node = parent;
		}

		return *this;
	}

	bool operator!=(const Self& s)
	{
		return _node != s._node;
	}

	bool operator==(const Self& s)
	{
		return _node == s._node;
	}
};

// set->RBTree _t;
// map->RBTree, MapKeyOfT> _t;
template
class RBTree
{
	typedef RBTreeNode Node;
public:
	typedef __TreeIterator iterator;
	typedef __TreeIterator const_iterator;

	iterator begin()
	{
		Node* cur = _root;
		while (cur && cur->_left)
		{
			cur = cur->_left;
		}

		return iterator(cur);
	}

	iterator end()
	{
		return iterator(nullptr);
	}

	const_iterator begin() const
	{
		Node* cur = _root;
		while (cur && cur->_left)
		{
			cur = cur->_left;
		}

		return const_iterator(cur);
	}

	const_iterator end() const
	{
		return const_iterator(nullptr);
	}

	//pair Insert(const T& data)
	pair Insert(const T& data)
	{
		if (_root == nullptr)
		{
			_root = new Node(data);
			_root->_col = BLACK;
			return make_pair(_root, true);
		}

		Node* parent = nullptr;
		Node* cur = _root;
		KeyOfT kot;

		while (cur)
		{
			if (kot(cur->_data) < kot(data))
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_right;
			}
			else if (kot(cur->_data) > kot(data))
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_left;
			}
			else
			{
				return make_pair(cur, false);
			}
		}

		// 新增节点给红色
		cur = new Node(data);
		Node* newnode = cur;
		cur->_col = RED;
		if (kot(parent->_data) < kot(data))
		{
			parent->_right = cur;
			cur->_parent = parent;
		}
		else
		{
			parent->_left = cur;
			cur->_parent = parent;
		}

		while (parent && parent->_col == RED)
		{
			Node* grandfather = parent->_parent;
			if (parent == grandfather->_left)
			{
				//     g
				//   p   u
				// c
				Node* uncle = grandfather->_right;
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					// 变色
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfather->_col = RED;

					// 继续往上更新处理
					cur = grandfather;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					if (cur == parent->_left)
					{
						// 单旋
						//     g
						//   p
						// c
						RotateR(grandfather);
						parent->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}
					else
					{
						// 双旋
						//     g
						//   p
						//     c
						RotateL(parent);
						RotateR(grandfather);
						cur->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
			else  // parent == grandfather->_right
			{
				//     g
				//   u   p 
				//          c
				//
				Node* uncle = grandfather->_left;
				if (uncle && uncle->_col == RED)
				{
					// 变色
					parent->_col = uncle->_col = BLACK;
					grandfather->_col = RED;

					// 继续往上处理
					cur = grandfather;
					parent = cur->_parent;
				}
				else
				{
					if (cur == parent->_right)
					{
						RotateL(grandfather);
						parent->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}
					else
					{
						//     g
						//   u   p 
						//     c
						//
						RotateR(parent);
						RotateL(grandfather);
						cur->_col = BLACK;
						grandfather->_col = RED;
					}

					break;
				}
			}
		}

		_root->_col = BLACK;

		return make_pair(newnode, true);
	}

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

		parent->_right = subRL;
		subR->_left = parent;

		Node* parentParent = parent->_parent;

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

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

			subR->_parent = parentParent;
		}
	}

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

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

		Node* parentParent = parent->_parent;

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

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

			subL->_parent = parentParent;
		}
	}

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

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

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

	// 根节点->当前节点这条路径的黑色节点的数量
	bool Check(Node* root, int blacknum, const int refVal)
	{
		if (root == nullptr)
		{
			//cout << balcknum << endl;
			if (blacknum != refVal)
			{
				cout << "存在黑色节点数量不相等的路径" << endl;
				return false;
			}

			return true;
		}

		if (root->_col == RED && root->_parent->_col == RED)
		{
			cout << "有连续的红色节点" << endl;

			return false;
		}

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

		return Check(root->_left, blacknum, refVal)
			&& Check(root->_right, blacknum, refVal);
	}

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

		if (_root->_col == RED)
			return false;

		//参考值
		int refVal = 0;
		Node* cur = _root;
		while (cur)
		{
			if (cur->_col == BLACK)
			{
				++refVal;
			}

			cur = cur->_left;
		}

		int blacknum = 0;
		return Check(_root, blacknum, refVal);
	}

	int Height()
	{
		return _Height(_root);
	}

	int _Height(Node* root)
	{
		if (root == nullptr)
			return 0;

		int leftHeight = _Height(root->_left);
		int rightHeight = _Height(root->_right);

		return leftHeight > rightHeight ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1;
	}

	size_t Size()
	{
		return _Size(_root);
	}

	size_t _Size(Node* root)
	{
		if (root == NULL)
			return 0;

		return _Size(root->_left)
			+ _Size(root->_right) + 1;
	}

	Node * Find(const K & key)
	{
		Node* cur = _root;
		KeyOfT kot;
		while (cur!= nullptr)
		{	
			if (kot(cur->_data) < key)
			{
				cur = cur->_left;
			}
			else if (kot(cur->_data) > key)
			{
				cur = cur->_right;
			}
			else
			{
				return cur;
			}
		}
		return nullptr;
	}

private:
	Node* _root = nullptr;
};

        myset.h 

pragma once
#include"RBTree.h"

namespace bit
{
	template
	class set
	{
	public:
		struct SetKeyOfT
		{
			const K& operator()(const K& key)
			{
				return key;
			}
		};

		typedef typename RBTree::const_iterator iterator;
		typedef typename RBTree::const_iterator const_iterator;


		iterator begin() const
		{
			return _t.begin();
		}

		iterator end() const
		{
			return _t.end();
		}

		pair insert(const K& key)
		{
			return _t.Insert(key);
		}

	private:
		RBTree _t;
	};
}

        mymap.h

#pragma once
#include"RBTree.h"

namespace bit
{
	template
	class map
	{
	public:
		struct MapKeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};

		// 对类模板取内嵌类型，加typename告诉编译器这里是类型
		typedef typename RBTree, MapKeyOfT>::iterator iterator;
		typedef typename RBTree, MapKeyOfT>::const_iterator const_iterator;


		iterator begin()
		{
			return _t.begin();
		}

		iterator end()
		{
			return _t.end();
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _t.begin();
		}

		const_iterator end()const
		{
			return _t.end();
		}

		V& operator[](const K& key)
		{
			pair ret = insert(make_pair(key, V()));
			return ret.first->second;
		}

		pair insert(const pair& kv)
		{
			return _t.Insert(kv);
		}

	private:
		RBTree, MapKeyOfT> _t;
	};
}

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                          感谢你耐心的看到这里ღ( ´･ᴗ･` )比心，如有哪里有错误请踢一脚作者o(╥﹏╥)o！ 

                                       

                                                                         给个三连再走嘛~