c语言红黑树初始化代码详解

红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，其中每个节点都带有一个额外的位来表示它的颜色，通常是红色或黑色。在插入或删除节点时，通过变换树的颜色和结构来确保它仍然是一棵红黑树。下面是一个示例 C 语言代码，演示如何初始化一个红黑树：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define RED 0
#define BLACK 1

typedef struct rb_node {
    int key;
    int color;
    struct rb_node *left;
    struct rb_node *right;
    struct rb_node *parent;
} rb_node_t;

typedef struct rb_tree {
    rb_node_t *root;
    rb_node_t *nil;
} rb_tree_t;

rb_node_t* rb_node_init(int key, int color, rb_node_t* parent, rb_node_t* nil) {
    rb_node_t* node = (rb_node_t*)malloc(sizeof(rb_node_t));
    node->key = key;
    node->color = color;
    node->parent = parent;
    node->left = nil;
    node->right = nil;
    return node;
}

rb_tree_t* rb_tree_init() {
    rb_node_t* nil = (rb_node_t*)malloc(sizeof(rb_node_t));
    nil->color = BLACK;
    nil->parent = NULL;
    nil->left = NULL;
    nil->right = NULL;

    rb_tree_t* tree = (rb_tree_t*)malloc(sizeof(rb_tree_t));
    tree->nil = nil;
    tree->root = tree->nil;

    return tree;
}

int main() {
    rb_tree_t* tree = rb_tree_init();
    return 0;
}

上述代码中，`rb_node_t` 结构体表示红黑树的一个节点，包含键值、颜色、左右子节点指针以及父节点指针。`rb_tree_t` 结构体表示整棵红黑树，包含根节点指针和哨兵节点指针。哨兵节点在红黑树中扮演空节点的角色，其颜色为黑色。在初始化红黑树时，我们需要为哨兵节点动态分配内存，并将其颜色设为黑色。

`rb_node_init()` 函数用于初始化一个 `rb_node_t` 结构体，其中 `key` 表示节点的键值，`color` 表示节点的颜色，`parent` 表示节点的父节点，`nil` 表示哨兵节点。该函数动态分配内存并返回初始化后的节点指针。

`rb_tree_init()` 函数用于初始化一个 `rb_tree_t` 结构体，其中动态分配内存并初始化哨兵节点、根节点和整棵树。初始化后返回树指针。