2020-10-08目前代码只记录了插入过程和插入之后的恢复过程代码，删除过程代码还在整理.
package com.lsx.tree;
public class RedBlackTree {
//红色，默认用红色
private final int R = 0;
//黑色
private final int B = 1;
private Node root = null; // 红黑树的根节点
class Node {
//存储数据
int data;
//颜色
int color = R;
//左
Node left;
//右
Node right;
//父节点
Node parent;
public Node(int data) {
this.data = data;
}
}
/**
* 插入数据
*
* @param newNode
*/
public void inset(Node newNode) {
Node r = this.root;
//新节点的父节点
Node py = null;
//定位新节点要插入到那个位置
while (r != null) {
//存储找到了位置的父节点信息
py = r;
if (r.data < newNode.data) {
r = r.right;
} else if (r.data > newNode.data) {
r = r.left;
} else {
//节点值相等，替新出的节点替换掉老的节点，为啥：如果节点值是一个对象，
// 如果使用ID来判断对象是否是同一个的时候，可能对象某个数据发生了变化。
if (r.parent == null) {
this.root = newNode;
} else {
if (r.parent.left == r) {
r.parent.left = newNode;
} else {
r.parent.right = newNode;
}
r = null;
newNode.parent = r.parent;
}
return;
}
}
newNode.parent = py;
if (py != null) {
if (py.data < newNode.data) {
py.right = newNode;
} else {
py.left = newNode;
}
}
//插入的新节点默认是红色。
//修正为一颗二叉查找树
insertFixUp(newNode);
}
/**
* 修正为一颗红黑树，节点插入正确位置之后，需要把树进行整理
* 1.变色
* 2.看看要怎么旋转
*
* @param newNode
*/
private void insertFixUp(Node newNode) {
Node parent, gparent;
//诺父节点存在，并且父节点的颜色都是红色.
//如果父节点是黑色，则不用修正
while ((parent = newNode.parent) != null && isRed(parent)) {
//获取祖父结点
gparent = parent.parent;
//检查父节点是左子树还是右子树
if (gparent.left == parent) {
//父节点是左子树
// Case 1条件：叔叔节点是红色
// 黑
// 红(p) 红（u）
//红
Node uncle = gparent.right;
//case 1
if (uncle != null && isRed(uncle)) {
setBlack(uncle);
setBlack(parent);
setRead(gparent);
newNode = gparent;
continue;
}
//case 2
// 此时uncle是null或者颜色是黑色（null也是黑色），且当前插入节点是右孩子，
//旋转成插入节点在父节点的左边，形成pg ->p->newnode都是在左边
if (parent.right == newNode) {
leftRotate2(parent);
Node tmp;
//旋转完成之后，把newNode的引用改成parent
tmp = parent;
parent = newNode;
newNode = tmp;
}
//case 2.1
//叔叔全是黑色，当前节点是左孩子，进行一下右旋
setRead(gparent);
setBlack(parent);
rightRotate2(gparent);
//处理完这个之后，while会在isRed(parent)不成立而结束循环
} else {
//右子树
// Case 1条件：叔叔节点是红色
// 黑
// 红(u) 红（p）
//红
Node uncle = gparent.left;
//caes 1
if (uncle != null && isRed(uncle)) {
//变色
setBlack(uncle);
setBlack(parent);
setRead(gparent);
newNode = gparent;
continue;
}
//case 2
//此时uncle是null或者颜色是黑色（null也是黑色）
//线程pg -p->newNode都是在右边
if (parent.left == newNode) {
//旋转成插入节点在父节点的左边
rightRotate2(parent);
Node tmp;
//旋转完成之后，把newNode的引用改成parent
tmp = parent;
parent = newNode;
newNode = tmp;
}
//case 2.1
setRead(gparent);
setBlack(parent);
rightRotate2(gparent);
//处理完这个之后，while会在isRed(parent)不成立而结束循环
}
}
//这行代码处理的是树为空的时候，插入的第一个节点
setBlack(this.root);
}
/**
* 单独写出来是方便后期如果01表示的含义不是红黑，好方便修改
*
* @param node
* @return
*/
private boolean isRed(Node node) {
return node.color == R;
}
private void setRead(Node node) {
node.color = R;
}
private void setBlack(Node node) {
node.color = B;
}
/*
* 对红黑树的节点(x)进行左旋转
*
* 左旋示意图(对节点x进行左旋)：
* px px
* / /
* x y
* / \ --(左旋)-. / \ #
* lx y x ry
* / \ / \
* ly ry lx ly
*
*
*/
public void leftRotate2(Node node) {
//获取它的右边节点
Node y = node.right;
//新数据，把y的左节点处理
node.right = y.left;
if (y.left != null) {
y.left.parent = node;
}
//处理node节点的父节点
if (node.parent.left == node) {
//当前node节点是左边的
node.parent.left = y;
} else if (node.parent.right == node) {
//右边的
node.parent.right = y;
} else {
//如果父节点是空，就把新的根节点设置为树的根节点
root = y;
}
//处理y节点
y.left = node;
node.parent = y;
}
/*
* 对红黑树的节点(y)进行右旋转
*
* 右旋示意图(对节点y进行左旋)：
* py py
* / /
* y x
* / \ --(右旋)-. / \
* x ry lx y
* / \ / \
* lx rx rx ry
*
*/
public void rightRotate2(Node node) {
Node x = node.left;
node.left = x.right;
if (x.right != null) {
node.left.parent = node;
}
if (node.parent.left != null) {
node.parent.left = x;
} else if (node.parent.right != null) {
node.parent.right = x;
} else {
root = x;
}
x.right = node;
node.parent = x;
}
}
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