怎么使用JavaScript实现红黑树?

时间: 2023-05-12 12:06:34 浏览: 91
可以使用以下步骤来实现红黑树: 1. 定义节点结构体,包括键值、左右子节点、父节点、颜色等属性。 2. 定义红黑树类,包括插入、删除、查找等方法。 3. 实现插入方法,首先按照二叉搜索树的方式插入节点,然后根据红黑树的规则进行颜色调整和旋转操作,使得树保持平衡。 4. 实现删除方法,首先按照二叉搜索树的方式删除节点,然后根据红黑树的规则进行颜色调整和旋转操作,使得树保持平衡。 5. 实现查找方法,按照二叉搜索树的方式查找节点。 以下是 JavaScript 实现红黑树的示例代码: ```javascript class Node { constructor(key) { this.key = key; this.left = null; this.right = null; this.parent = null; this.color = 'red'; } } class RedBlackTree { constructor() { this.root = null; } insert(key) { const node = new Node(key); if (!this.root) { this.root = node; this.root.color = 'black'; return; } let current = this.root; while (current) { if (key < current.key) { if (!current.left) { current.left = node; node.parent = current; break; } current = current.left; } else { if (!current.right) { current.right = node; node.parent = current; break; } current = current.right; } } this.fixInsert(node); } fixInsert(node) { while (node.parent && node.parent.color === 'red') { if (node.parent === node.parent.parent.left) { const uncle = node.parent.parent.right; if (uncle && uncle.color === 'red') { node.parent.color = 'black'; uncle.color = 'black'; node.parent.parent.color = 'red'; node = node.parent.parent; } else { if (node === node.parent.right) { node = node.parent; this.rotateLeft(node); } node.parent.color = 'black'; node.parent.parent.color = 'red'; this.rotateRight(node.parent.parent); } } else { const uncle = node.parent.parent.left; if (uncle && uncle.color === 'red') { node.parent.color = 'black'; uncle.color = 'black'; node.parent.parent.color = 'red'; node = node.parent.parent; } else { if (node === node.parent.left) { node = node.parent; this.rotateRight(node); } node.parent.color = 'black'; node.parent.parent.color = 'red'; this.rotateLeft(node.parent.parent); } } } this.root.color = 'black'; } delete(key) { const node = this.search(key); if (!node) { return; } let child; if (!node.left || !node.right) { child = node.left || node.right; } else { const successor = this.successor(node); node.key = successor.key; node.color = successor.color; node.left = successor.left; node.right = successor.right; child = successor.left || successor.right; } if (child) { child.parent = node.parent; } if (!node.parent) { this.root = child; } else if (node === node.parent.left) { node.parent.left = child; } else { node.parent.right = child; } if (node.color === 'black') { this.fixDelete(child, node.parent); } } fixDelete(node, parent) { while (node !== this.root && (!node || node.color === 'black')) { if (node === parent.left) { let sibling = parent.right; if (sibling.color === 'red') { sibling.color = 'black'; parent.color = 'red'; this.rotateLeft(parent); sibling = parent.right; } if ((!sibling.left || sibling.left.color === 'black') && (!sibling.right || sibling.right.color === 'black')) { sibling.color = 'red'; node = parent; parent = node.parent; } else { if (!sibling.right || sibling.right.color === 'black') { sibling.left.color = 'black'; sibling.color = 'red'; this.rotateRight(sibling); sibling = parent.right; } sibling.color = parent.color; parent.color = 'black'; sibling.right.color = 'black'; this.rotateLeft(parent); node = this.root; } } else { let sibling = parent.left; if (sibling.color === 'red') { sibling.color = 'black'; parent.color = 'red'; this.rotateRight(parent); sibling = parent.left; } if ((!sibling.left || sibling.left.color === 'black') && (!sibling.right || sibling.right.color === 'black')) { sibling.color = 'red'; node = parent; parent = node.parent; } else { if (!sibling.left || sibling.left.color === 'black') { sibling.right.color = 'black'; sibling.color = 'red'; this.rotateLeft(sibling); sibling = parent.left; } sibling.color = parent.color; parent.color = 'black'; sibling.left.color = 'black'; this.rotateRight(parent); node = this.root; } } } if (node) { node.color = 'black'; } } search(key) { let current = this.root; while (current) { if (key === current.key) { return current; } else if (key < current.key) { current = current.left; } else { current = current.right; } } return null; } successor(node) { if (node.right) { let current = node.right; while (current.left) { current = current.left; } return current; } else { let current = node.parent; while (current && node === current.right) { node = current; current = current.parent; } return current; } } rotateLeft(node) { const right = node.right; node.right = right.left; if (right.left) { right.left.parent = node; } right.parent = node.parent; if (!node.parent) { this.root = right; } else if (node === node.parent.left) { node.parent.left = right; } else { node.parent.right = right; } right.left = node; node.parent = right; } rotateRight(node) { const left = node.left; node.left = left.right; if (left.right) { left.right.parent = node; } left.parent = node.parent; if (!node.parent) { this.root = left; } else if (node === node.parent.right) { node.parent.right = left; } else { node.parent.left = left; } left.right = node; node.parent = left; } } ``` 注意:这只是一个简单的实现,可能存在性能问题和 bug,仅供参考。

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