python写一个红黑二叉树

时间: 2023-10-11 19:07:15 浏览: 41
下面是一个基本的红黑树实现,包括插入和删除节点的操作。 ``` class Node: def __init__(self, val, color='red'): self.val = val self.left = None self.right = None self.color = color class RedBlackTree: def __init__(self): self.root = None def insert(self, val): node = Node(val) if not self.root: self.root = node self.root.color = 'black' else: self._insert(node, self.root) def _insert(self, node, parent): if node.val < parent.val: if parent.left: self._insert(node, parent.left) else: parent.left = node node.parent = parent self._fix_violation(node) else: if parent.right: self._insert(node, parent.right) else: parent.right = node node.parent = parent self._fix_violation(node) def _fix_violation(self, node): while node.parent and node.parent.color == 'red': if node.parent == node.parent.parent.left: uncle = node.parent.parent.right if uncle and 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 self._rotate_left(node) node.parent.color = 'black' node.parent.parent.color = 'red' self._rotate_right(node.parent.parent) else: uncle = node.parent.parent.left if uncle and 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 self._rotate_right(node) node.parent.color = 'black' node.parent.parent.color = 'red' self._rotate_left(node.parent.parent) self.root.color = 'black' def _rotate_left(self, node): y = node.right node.right = y.left if y.left: y.left.parent = node y.parent = node.parent if not node.parent: self.root = y elif node == node.parent.left: node.parent.left = y else: node.parent.right = y y.left = node node.parent = y def _rotate_right(self, node): y = node.left node.left = y.right if y.right: y.right.parent = node y.parent = node.parent if not node.parent: self.root = y elif node == node.parent.right: node.parent.right = y else: node.parent.left = y y.right = node node.parent = y def delete(self, val): node = self._find_node(val) if not node: return if node.left and node.right: successor = node.right while successor.left: successor = successor.left node.val = successor.val node = successor if not node.left and not node.right: if node.parent: if node == node.parent.left: node.parent.left = None else: node.parent.right = None else: self.root = None elif node.left: child = node.left node.val = child.val node.left = child.left node.right = child.right else: child = node.right node.val = child.val node.left = child.left node.right = child.right if node.color == 'black': self._fix_double_black(child, node.parent) def _find_node(self, val): node = self.root while node: if val == node.val: return node elif val < node.val: node = node.left else: node = node.right return None def _fix_double_black(self, node, parent): if not parent: return sibling = parent.left if node == parent.right else parent.right if sibling.color == 'red': parent.color = 'red' sibling.color = 'black' if sibling == parent.left: self._rotate_left(parent) else: self._rotate_right(parent) elif (not sibling.left or sibling.left.color == 'black') and (not sibling.right or sibling.right.color == 'black'): sibling.color = 'red' if parent.color == 'black': self._fix_double_black(parent, parent.parent) else: parent.color = 'black' else: if sibling == parent.left and sibling.right and sibling.right.color == 'red': sibling.right.color = 'black' sibling.color = parent.color parent.color = 'black' self._rotate_left(parent) elif sibling == parent.right and sibling.left and sibling.left.color == 'red': sibling.left.color = 'black' sibling.color = parent.color parent.color = 'black' self._rotate_right(parent) else: if sibling == parent.left and sibling.left and sibling.left.color == 'red': sibling.left.color = parent.color parent.color = 'black' self._rotate_right(sibling) elif sibling == parent.right and sibling.right and sibling.right.color == 'red': sibling.right.color = parent.color parent.color = 'black' self._rotate_left(sibling) sibling.color = 'black' ``` 要使用这个类,你可以像这样插入和删除值: ``` tree = RedBlackTree() tree.insert(5) tree.insert(10) tree.insert(7) tree.insert(1) tree.delete(5) ```

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