用python写一段红黑树的代码

时间: 2023-09-03 12:27:40 浏览: 103
### 回答1: 好的,这是一段简单的红黑树代码: ```python class Node: def __init__(self, val, color, left=None, right=None, parent=None): self.val = val self.color = color self.left = left self.right = right self.parent = parent class RedBlackTree: def __init__(self): self.root = None def insert(self, val): new_node = Node(val, 'red') if not self.root: self.root = new_node new_node.color = 'black' return curr = self.root while curr: if val < curr.val: if not curr.left: curr.left = new_node new_node.parent = curr break else: curr = curr.left else: if not curr.right: curr.right = new_node new_node.parent = curr break else: curr = curr.right self.fix_violations(new_node) def fix_violations(self, node): # Case 1 if not node.parent: node.color = 'black' return # Case 2 if node.parent.color == 'black': return # Case 3 if self.get_uncle(node) and self.get_uncle(node).color == 'red': self.get_uncle(node).color = 'black' node.parent.color = 'black' self.get_grandparent(node).color = 'red' self.fix_violations(self.get_grandparent(node)) return # Case 4 if self.get_uncle(node) and self.get_uncle(node).color == 'black': grandparent = self.get_grandparent(node) if node == node.parent.right and node.parent == grandparent.left: self.rotate_left(node.parent) node = node.left elif node == node.parent.left and node.parent == grandparent.right: self.rotate_right(node.parent) node = node.right # Case 5 node.parent.color = 'black' grandparent.color = 'red' if node == node.parent.left and node.parent == grandparent.left: self.rotate_right(grandparent) else: self.rotate_left(grandparent) def get_uncle(self, node): if not node or not node.parent or not node.parent.parent: return None if node.parent == node.parent.parent.left: return node.parent.parent.right else: return node.parent.parent.left def get_grandparent(self, node): if not node or not node.parent or not node.parent.parent: return None ### 回答2: 红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,每个节点都有一位颜色属性,红色或黑色。下面是一个简单的用Python编写的红黑树代码示例: ```python class Node: def __init__(self, key): self.key = key self.parent = None self.left = None self.right = None self.color = 1 class RedBlackTree: def __init__(self): self.NIL = Node(0) self.NIL.color = 0 self.root = self.NIL # 插入节点后调整树的平衡 def insert(self, key): node = Node(key) node.parent = None node.key = key node.left = self.NIL node.right = self.NIL node.color = 1 # 新插入节点为红色 y = None x = self.root while x != self.NIL: y = x if node.key < x.key: x = x.left else: x = x.right node.parent = y if y is None: self.root = node elif node.key < y.key: y.left = node else: y.right = node # 调整树的平衡 if node.parent is None: node.color = 0 return if node.parent.parent is None: return self._fix_insert(node) # 调整插入操作导致的不平衡 def _fix_insert(self, node): while node.parent.color == 1: if node.parent == node.parent.parent.right: u = node.parent.parent.left if u.color == 1: u.color = 0 node.parent.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: u = node.parent.parent.right if u.color == 1: u.color = 0 node.parent.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 # 左旋 def _left_rotate(self, node): y = node.right node.right = y.left if y.left != self.NIL: 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 # 右旋 def _right_rotate(self, node): y = node.left node.left = y.right if y.right != self.NIL: 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 # 打印树中的节点 def print_tree(self, node, level=0): if node != self.NIL: self.print_tree(node.right, level + 1) print('\t' * level + str(node.key) + (' (R)' if node.color == 1 else ' (B)')) self.print_tree(node.left, level + 1) # 测试示例 rbt = RedBlackTree() rbt.insert(10) rbt.insert(20) rbt.insert(30) rbt.insert(100) rbt.insert(40) rbt.insert(50) rbt.insert(60) rbt.print_tree(rbt.root) ``` 这段代码实现了插入操作和相关的旋转操作,以保持红黑树的平衡。在测试示例中,我们插入了一些节点,然后打印出树中的节点来验证树的结构和平衡性。
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