nginx红黑树使用 红黑树代码

文章目录

• 代码框架
• 添加（12种情况）

• 修复性质4（添加在父节点为红色的情况）

• LL（RR）两种
• LR（RL）两种
• 上溢（四种）Uncle是红色

• 添加代码

• 删除

• 删除——red节点
• 删除——black节点（3情况）

• 删除——拥有一个red节点的black节点
• 删除——black叶子节点，sibling为black（方法是借兄弟）
• 删除——black叶子节点，sibling为black（兄弟借不了，父节点下来合并）
• 删除——black叶子节点，sibling为red（借兄弟的孩子）

• 删除代码

代码框架

import java.util.Comparator;

public class RBTree<E> extends BinarySearchTree<E>{
	private static final boolean RED = false;
	private static final boolean BLACK = true;
	
	public RBTree() {
		this(null);
	}
	public RBTree(Comparator<E> comparator) {
		super(comparator);
	}
	
	/**
	 * 红黑树的节点类
	 * 节点有颜色，RED 或者 BLACK
	 *默认新添加为红色
	 */
	private static class RBNode<E> extends Node<E> {
		boolean color = RED;
		public RBNode(E element, Node<E> parent) {
			super(element, parent);
		}
		
		@Override
		public String toString() {
			String str = "";
			if (color == RED) {
				str = "R_";
			}
			return str + element.toString();
		}
	}
	
	@Override
	protected void afterAdd(Node<E> node) {
		
	}
	
	@Override
	protected void afterRemove(Node<E> node) {
		
	}

}

添加（12种情况）

添加的所有情况

17左右，33左右，46左，50左右，72左右，76右，88左右，一共12种

在黑节点后+节点，满足红黑树的性质；而在红色叶子节点后+节点，不满足红黑树性质
以下是修复的方法

修复性质4（添加在父节点为红色的情况）

LL（RR）两种

在祖父节点的右孩子的右边添加或在祖父节点的左孩子的左边添加。

若新添加的元素的叔父节点不是红色的情况

LR（RL）两种

上溢（四种）Uncle是红色

粉红色为新增加的节点

（LL）

（RR）

（LR）

（RL）

添加代码

@Override
protected void afterAdd(Node<E> node) {
	Node<E> parent = node.parent;
	
	// 添加的是根节点 或者 上溢到达了根节点
	if (parent == null) {
		black(node);//把根节点变黑
		return;
	}
	
	// 如果父节点是黑色，直接返回
	if (isBlack(parent)) return;
	
	// 叔父节点
	Node<E> uncle = parent.sibling();
	// 祖父节点
	Node<E> grand = red(parent.parent);
	
	if (isRed(uncle)) { // 叔父节点是红色【B树节点上溢】
		black(parent);
		black(uncle);
		// 把祖父节点当做是新添加的节点
		afterAdd(red(grand));
		return;
	}
	
	// 叔父节点不是红色
	if (parent.isLeftChild()) { // L
		if (node.isLeftChild()) { // LL
			black(parent);
			red(grand);
			rotateRight(grand);
		} else { // LR
			black(node);
			red(grand);
			rotateLeft(parent);
			rotateRight(grand);
		}
		rotateRight(grand);
	} else { // R
		if (node.isLeftChild()) { // RL
			black(node);
			red(grand);
			rotateRight(parent);
			rotateLeft(grand);
		} else { // RR
			black(parent);
			red(grand);
			rotateLeft(grand);
		}
	}
}

删除

删除——red节点

删除——black节点（3情况）

删除——拥有一个red节点的black节点

应该通过节点颜色判断，而不是用二叉搜索树里度为几的概念来判断

删除——black叶子节点，sibling为black（方法是借兄弟）

B树要求父节点的元素个数比它子节点的个数少1，如图，要删除88，就会出现下溢的情况

76是88的兄弟

第三个选择了LL，只旋转一次，如果LR的需要旋转两次

删除——black叶子节点，sibling为black（兄弟借不了，父节点下来合并）

如果删除节点的父节点为红，那么她边上定有合并的黑色节点，它下来合并，原来的节点就不会发生下溢。

如果删除节点的父节点为黑，下来的话上面就会发生下溢

不肯能存在父节点为黑，她边上定有合并的红色节点，因为条件就是被删除元素的兄弟节点为黑

删除——black叶子节点，sibling为red（借兄弟的孩子）

将兄弟孩子变成兄弟，这样就可以套用上面的方法（当兄弟是黑色节点时就借兄弟）

让80右旋转

删除代码