帮我写一个红黑树

时间: 2023-07-04 19:26:59 浏览: 58
红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它在维护二叉搜索树的基础上,通过一些特定的规则来保证树的平衡性。这里给出一个简单的红黑树的实现: ```python class Node: def __init__(self, key, value): self.key = key self.value = value self.left = None self.right = None self.color = 1 # 红色为1,黑色为0 class RedBlackTree: def __init__(self): self.root = None def insert(self, key, value): node = Node(key, value) if self.root is None: self.root = node node.color = 0 else: self._insert_helper(node, self.root) def _insert_helper(self, node, parent): if node.key < parent.key: if parent.left is None: parent.left = node node.parent = parent else: self._insert_helper(node, parent.left) else: if parent.right is None: parent.right = node node.parent = parent else: self._insert_helper(node, parent.right) self._balance(node) def _balance(self, node): while node.parent.color == 1: if node.parent == node.parent.parent.right: uncle = node.parent.parent.left if uncle is not None and uncle.color == 1: node.parent.color = 0 uncle.color = 0 node.parent.parent.color = 1 node = node.parent.parent else: if node == node.parent.left: node = node.parent self._right_rotate(node) node.parent.color = 0 node.parent.parent.color = 1 self._left_rotate(node.parent.parent) else: uncle = node.parent.parent.right if uncle is not None and uncle.color == 1: node.parent.color = 0 uncle.color = 0 node.parent.parent.color = 1 node = node.parent.parent else: if node == node.parent.right: node = node.parent self._left_rotate(node) node.parent.color = 0 node.parent.parent.color = 1 self._right_rotate(node.parent.parent) if node == self.root: break self.root.color = 0 def _left_rotate(self, node): y = node.right node.right = y.left if y.left is not None: y.left.parent = node y.parent = node.parent if node.parent is None: self.root = y elif node == node.parent.left: node.parent.left = y else: node.parent.right = y y.left = node node.parent = y def _right_rotate(self, node): y = node.left node.left = y.right if y.right is not None: y.right.parent = node y.parent = node.parent if node.parent is None: self.root = y elif node == node.parent.right: node.parent.right = y else: node.parent.left = y y.right = node node.parent = y def search(self, key): return self._search_helper(self.root, key) def _search_helper(self, node, key): if node is None: return None elif node.key == key: return node.value elif node.key < key: return self._search_helper(node.right, key) else: return self._search_helper(node.left, key) ``` 在这个实现中,我们用 `Node` 类来表示红黑树的节点,包含了键值对、左右子节点以及颜色(红色为1,黑色为0)信息。红黑树类 `RedBlackTree` 包含了插入、平衡和查找操作,其中 `_balance` 方法用于保持红黑树的平衡性。

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