使用C++编写一个可以运行的红黑树代码,一次性写不完可以分几次来回答

时间: 2024-02-18 10:02:26 浏览: 29
好的,下面我给您提供一个简单的 C++ 实现红黑树的代码,您可以根据需要进行修改和完善。 ```c++ #include <iostream> using namespace std; // 节点颜色 enum Color {RED, BLACK}; // 红黑树节点结构体 struct Node { int val; // 节点值 Color color; // 节点颜色 Node* left; // 左子节点 Node* right; // 右子节点 Node* parent; // 父节点 // 构造函数 Node(int v) : val(v), color(RED), left(nullptr), right(nullptr), parent(nullptr) {} }; // 红黑树类 class RBTree { public: // 构造函数 RBTree() : root(nullptr) {} // 插入节点 void insert(int v) { Node* node = new Node(v); insertNode(node); fixupInsert(node); // 插入节点后修正红黑树 } // 删除节点 void remove(int v) { Node* node = search(v); if (node == nullptr) return; removeNode(node); fixupRemove(node); // 删除节点后修正红黑树 } // 查找节点 Node* search(int v) { Node* node = root; while (node != nullptr) { if (v < node->val) node = node->left; else if (v > node->val) node = node->right; else return node; } return nullptr; } // 中序遍历红黑树 void inorderTraverse() { inorderTraverse(root); } private: Node* root; // 根节点 // 左旋 void leftRotate(Node* node) { Node* r = node->right; node->right = r->left; if (r->left != nullptr) r->left->parent = node; r->parent = node->parent; if (node->parent == nullptr) root = r; else if (node == node->parent->left) node->parent->left = r; else node->parent->right = r; r->left = node; node->parent = r; } // 右旋 void rightRotate(Node* node) { Node* l = node->left; node->left = l->right; if (l->right != nullptr) l->right->parent = node; l->parent = node->parent; if (node->parent == nullptr) root = l; else if (node == node->parent->left) node->parent->left = l; else node->parent->right = l; l->right = node; node->parent = l; } // 插入节点 void insertNode(Node* node) { Node* parent = nullptr; Node* cur = root; while (cur != nullptr) { parent = cur; if (node->val < cur->val) cur = cur->left; else cur = cur->right; } node->parent = parent; if (parent == nullptr) root = node; else if (node->val < parent->val) parent->left = node; else parent->right = node; } // 删除节点 void removeNode(Node* node) { Node* child = nullptr; if (node->left != nullptr && node->right != nullptr) { Node* succ = node->right; while (succ->left != nullptr) succ = succ->left; node->val = succ->val; node = succ; } if (node->left != nullptr) child = node->left; else child = node->right; if (node->parent == nullptr) root = child; else if (node == node->parent->left) node->parent->left = child; else node->parent->right = child; if (child != nullptr) child->parent = node->parent; } // 插入节点后修正红黑树 void fixupInsert(Node* node) { while (node->parent != nullptr && node->parent->color == RED) { if (node->parent == node->parent->parent->left) { Node* uncle = node->parent->parent->right; if (uncle != nullptr && 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; leftRotate(node); } node->parent->color = BLACK; node->parent->parent->color = RED; rightRotate(node->parent->parent); } } else { Node* uncle = node->parent->parent->left; if (uncle != nullptr && 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; rightRotate(node); } node->parent->color = BLACK; node->parent->parent->color = RED; leftRotate(node->parent->parent); } } } root->color = BLACK; } // 删除节点后修正红黑树 void fixupRemove(Node* node) { while (node != root && node->color == BLACK) { if (node == node->parent->left) { Node* bro = node->parent->right; if (bro->color == RED) { bro->color = BLACK; node->parent->color = RED; leftRotate(node->parent); bro = node->parent->right; } if (bro->left->color == BLACK && bro->right->color == BLACK) { bro->color = RED; node = node->parent; } else { if (bro->right->color == BLACK) { bro->left->color = BLACK; bro->color = RED; rightRotate(bro); bro = node->parent->right; } bro->color = node->parent->color; node->parent->color = BLACK; bro->right->color = BLACK; leftRotate(node->parent); node = root; } } else { Node* bro = node->parent->left; if (bro->color == RED) { bro->color = BLACK; node->parent->color = RED; rightRotate(node->parent); bro = node->parent->left; } if (bro->left->color == BLACK && bro->right->color == BLACK) { bro->color = RED; node = node->parent; } else { if (bro->left->color == BLACK) { bro->right->color = BLACK; bro->color = RED; leftRotate(bro); bro = node->parent->left; } bro->color = node->parent->color; node->parent->color = BLACK; bro->left->color = BLACK; rightRotate(node->parent); node = root; } } } node->color = BLACK; } // 中序遍历红黑树 void inorderTraverse(Node* node) { if (node == nullptr) return; inorderTraverse(node->left); cout << node->val << " "; inorderTraverse(node->right); } }; ``` 代码实现了红黑树的插入、删除、查找和中序遍历操作。在插入和删除节点后会对红黑树进行修正以保持红黑树的性质。您可以根据需要进行测试和修改。

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