你作为一个java领域的专家，请完成以下任务：红黑树说一下 左旋右旋是什么流程

红黑树是一种自平衡二叉搜索树，它通过染色和旋转操作来保持平衡。红黑树的节点有两种颜色：红色和黑色。它满足以下五个性质：

1. 每个节点要么是红色，要么是黑色。
2. 根节点是黑色。
3. 每个叶子节点（NIL节点，空节点）是黑色。
4. 如果一个节点是红色的，则它的两个子节点都是黑色的。
5. 对于每个节点，从该节点到其所有后代叶子节点的简单路径上，均包含相同数目的黑色节点。

左旋和右旋是红黑树平衡的基本操作。当插入或删除一个节点后破坏了红黑树的平衡时，可以通过旋转操作来恢复平衡。

左旋操作是指将当前节点向左旋转，并将当前节点的右子节点提升为新的父节点。它的流程如下：

1. 将当前节点的右子节点设为新的父节点。
2. 将新的父节点的左子节点设为当前节点的右子节点。
3. 如果当前节点是根节点，则将新的父节点设为根节点；否则，如果当前节点是其父节点的左子节点，则将新的父节点设为其父节点的左子节点；否则，将新的父节点设为其父节点的右子节点。
4. 将当前节点设为新的父节点的左子节点。

右旋操作是指将当前节点向右旋转，并将当前节点的左子节点提升为新的父节点。它的流程如下：

1. 将当前节点的左子节点设为新的父节点。
2. 将新的父节点的右子节点设为当前节点的左子节点。
3. 如果当前节点是根节点，则将新的父节点设为根节点；否则，如果当前节点是其父节点的左子节点，则将新的父节点设为其父节点的左子节点；否则，将新的父节点设为其父节点的右子节点。
4. 将当前节点设为新的父节点的右子节点。

通过左旋和右旋操作，可以保持红黑树的平衡性质。

相关问题

帮我写一个java 的红黑树

### 回答1：
红黑树是一种自平衡二叉查找树，其中任意一个节点的左右子树的高度相差不超过1。红黑树还有一些其他的性质，包括：

1. 根节点是黑色的
2. 所有叶子节点都是黑色的（叶子节点是指没有子节点的节点）
3. 每个红色节点的两个子节点都是黑色的（也就是说，不存在两个连续的红色节点）
4. 从任意节点到其叶子节点的所有路径都包含相同数目的黑色节点

这里是一个简单的Java实现：

public class RedBlackTree {
    private static final boolean RED = true;
    private static final boolean BLACK = false;

    private class Node {
        int key;
        Node left, right;
        boolean color;

        Node(int key, boolean color) {
            this.key = key;
            this.color = color;
        }
    }

    private Node root;

    private boolean isRed(Node x) {
        if (x == null) return false;
        return x.color == RED;
    }

    private Node rotateLeft(Node h) {
        Node x = h.right;
        h.right = x.left;
        x.left = h;
        x.color = h.color;
        h.color = RED;
        return x;
    }

    private Node rotateRight(Node h) {
        Node x = h.left;
        h.left = x.right;
        x.right = h;
        x.color = h.color;
        h.color = RED;
        return x;
    }

    private void flipColors(Node h) {
        h.color = !h.color;
        h.left.color = !h.left.color;
        h.right.color = !h.right.color;
    }

    public void put(int key) {
        root = put(root, key);
        root.color = BLACK;
    }

    private Node put(Node h, int key) {
        if (h == null) return new Node(key, RED);
        if (key < h.key) h.left = put(h.left, key);
         

### 回答2：
红黑树是一种自平衡的二叉查找树，通过保持节点的平衡和向上维护性质，保证了树的高度始终为 O(log n)。下面是一个简单的Java实现红黑树的示例：

// 定义红黑树的节点
class Node {
int data;
Node parent;
Node left;
Node right;
boolean isRed; // true为红色，false为黑色

public Node(int data) {
this.data = data;
this.isRed = true;
}
}

// 红黑树
class RedBlackTree {
private Node root;

// 左旋
private void leftRotate(Node x) {
Node y = x.right;
x.right = y.left;

if (y.left != null) {
y.left.parent = x;
}

y.parent = x.parent;

if (x.parent == null) {
this.root = y;
} else if (x == x.parent.left) {
x.parent.left = y;
} else {
x.parent.right = y;
}

y.left = x;
x.parent = y;
}

// 右旋
private void rightRotate(Node x) {
Node y = x.left;
x.left = y.right;

if (y.right != null) {
y.right.parent = x;
}

y.parent = x.parent;

if (x.parent == null) {
this.root = y;
} else if (x == x.parent.right) {
x.parent.right = y;
} else {
x.parent.left = y;
}

y.right = x;
x.parent = y;
}

// 插入
public void insert(int key) {
Node newNode = new Node(key);

Node y = null;
Node x = this.root;
while (x != null) {
y = x;
if (newNode.data < x.data) {
x = x.left;
} else {
x = x.right;
}
}

newNode.parent = y;

if (y == null) { // 如果树为空
this.root = newNode;
} else if (newNode.data < y.data) {
y.left = newNode;
} else {
y.right = newNode;
}

newNode.isRed = true;
insertFixUp(newNode);
}

// 调整红黑树
private void insertFixUp(Node node) {
while (node.parent != null && node.parent.isRed) {
if (node.parent == node.parent.parent.left) {
Node y = node.parent.parent.right;

if (y != null && y.isRed) {
node.parent.isRed = false;
y.isRed = false;
node.parent.parent.isRed = true;

node = node.parent.parent;
} else {
if (node == node.parent.right) {
node = node.parent;
leftRotate(node);
}

node.parent.isRed = false;
node.parent.parent.isRed = true;
rightRotate(node.parent.parent);
}
} else {
Node y = node.parent.parent.left;

if (y != null && y.isRed) {
node.parent.isRed = false;
y.isRed = false;
node.parent.parent.isRed = true;

node = node.parent.parent;
} else {
if (node == node.parent.left) {
node = node.parent;
rightRotate(node);
}

node.parent.isRed = false;
node.parent.parent.isRed = true;
leftRotate(node.parent.parent);
}
}
}

this.root.isRed = false;
}
}

这是一个简单的红黑树的Java实现，包括了插入和调整红黑树的操作。你可以根据需要对其中的功能进行扩展和修改。希望对你有所帮助！  

### 回答3：
红黑树是一种自平衡二叉查找树，其插入、删除和查找操作的时间复杂度都是O(log n)。下面是一个简单的Java实现红黑树的代码：

public class RedBlackTree<Key extends Comparable<Key>, Value> {
private Node root;

private class Node {
private Key key;
private Value value;
private Node left, right;
private boolean isRed;

public Node(Key key, Value value, boolean isRed) {
this.key = key;
this.value = value;
this.isRed = isRed;
}
}

private boolean isRed(Node node) {
if (node == null) {
return false;
}
return node.isRed;
}

public void put(Key key, Value value) {
root = put(root, key, value);
root.isRed = false;
}

private Node put(Node node, Key key, Value value) {
if (node == null) {
return new Node(key, value, true);
}

int cmp = key.compareTo(node.key);
if (cmp < 0) {
node.left = put(node.left, key, value);
} else if (cmp > 0) {
node.right = put(node.right, key, value);
} else {
node.value = value;
}

if (isRed(node.right) && !isRed(node.left)) {
node = rotateLeft(node);
}
if (isRed(node.left) && isRed(node.left.left)) {
node = rotateRight(node);
}
if (isRed(node.left) && isRed(node.right)) {
flipColors(node);
}

return node;
}

private Node rotateLeft(Node node) {
Node x = node.right;
node.right = x.left;
x.left = node;
x.isRed = node.isRed;
node.isRed = true;
return x;
}

private Node rotateRight(Node node) {
Node x = node.left;
node.left = x.right;
x.right = node;
x.isRed = node.isRed;
node.isRed = true;
return x;
}

private void flipColors(Node node) {
node.isRed = true;
node.left.isRed = false;
node.right.isRed = false;
}
}

以上是一个简单的红黑树的Java实现，包含了基本的插入操作。你可以通过调用`put`方法来插入新的键值对。请注意，此代码仅用于例示，并不包含完整的红黑树功能。

用Java写一个红黑树实现代码

### 回答1：
我可以回答这个问题。以下是一个用Java实现的红黑树代码示例：

public class RedBlackTree {
    private Node root;
    
    private static class Node {
        int key;
        Node left;
        Node right;
        boolean isRed;
        
        Node(int key) {
            this.key = key;
            this.isRed = true;
        }
    }
    
    public void insert(int key) {
        root = insert(root, key);
        root.isRed = false;
    }
    
    private Node insert(Node node, int key) {
        if (node == null) {
            return new Node(key);
        }
        
        if (key < node.key) {
            node.left = insert(node.left, key);
        } else if (key > node.key) {
            node.right = insert(node.right, key);
        }
        
        if (isRed(node.right) && !isRed(node.left)) {
            node = rotateLeft(node);
        }
        if (isRed(node.left) && isRed(node.left.left)) {
            node = rotateRight(node);
        }
        if (isRed(node.left) && isRed(node.right)) {
            flipColors(node);
        }
        
        return node;
    }
    
    private boolean isRed(Node node) {
        if (node == null) {
            return false;
        }
        return node.isRed;
    }
    
    private Node rotateLeft(Node node) {
        Node x = node.right;
        node.right = x.left;
        x.left = node;
        x.isRed = node.isRed;
        node.isRed = true;
        return x;
    }
    
    private Node rotateRight(Node node) {
        Node x = node.left;
        node.left = x.right;
        x.right = node;
        x.isRed = node.isRed;
        node.isRed = true;
        return x;
    }
    
    private void flipColors(Node node) {
        node.isRed = true;
        node.left.isRed = false;
        node.right.isRed = false;
    }
}

希望这个代码示例能够帮助你实现红黑树。

### 回答2：
红黑树是一种自平衡的二叉查找树，其主要特点是能够始终保持树的平衡，从而保证查询、插入和删除操作的时间复杂度都是O(log n)。

下面是用Java实现红黑树的代码：

// 定义红黑树节点
class Node {
    int key;
    Node parent;
    Node left;
    Node right;
    int color;
}

// 红黑树类
class RedBlackTree {
    private Node root;
    private Node TNULL;

    // 构造方法
    public RedBlackTree() {
        TNULL = new Node();
        TNULL.color = 0;
        TNULL.left = null;
        TNULL.right = null;
        root = TNULL;
    }
    
    // 左旋操作
    private void leftRotate(Node x) {
        Node y = x.right;
        x.right = y.left;
        if (y.left != TNULL) {
            y.left.parent = x;
        }
        y.parent = x.parent;
        if (x.parent == null) {
            this.root = y;
        } else if (x == x.parent.left) {
            x.parent.left = y;
        } else {
            x.parent.right = y;
        }
        y.left = x;
        x.parent = y;
    }

    // 右旋操作
    private void rightRotate(Node x) {
        Node y = x.left;
        x.left = y.right;
        if (y.right != TNULL) {
            y.right.parent = x;
        }
        y.parent = x.parent;
        if (x.parent == null) {
            this.root = y;
        } else if (x == x.parent.right) {
            x.parent.right = y;
        } else {
            x.parent.left = y;
        }
        y.right = x;
        x.parent = y;
    }

    // 插入节点
    private void insert(int key) {
        Node node = new Node();
        node.parent = null;
        node.key = key;
        node.left = TNULL;
        node.right = TNULL;
        node.color = 1;

        Node y = null;
        Node x = this.root;

        while (x != TNULL) {
            y = x;
            if (node.key < x.key) {
                x = x.left;
            } else {
                x = x.right;
            }
        }

        node.parent = y;
        if (y == null) {
            root = node;
        } else if (node.key < y.key) {
            y.left = node;
        } else {
            y.right = node;
        }

        if (node.parent == null){
            node.color = 0;
            return;
        }

        if (node.parent.parent == null) {
            return;
        }

        fixInsert(node);
    }

    // 插入后平衡红黑树
    private void fixInsert(Node k){
        Node u;
        while (k.parent.color == 1) {
            if (k.parent == k.parent.parent.right) {
                u = k.parent.parent.left;
                if (u.color == 1) {
                    u.color = 0;
                    k.parent.color = 0;
                    k.parent.parent.color = 1;
                    k = k.parent.parent;
                } else {
                    if (k == k.parent.left) {
                        k = k.parent;
                        rightRotate(k);
                    }
                    k.parent.color = 0;
                    k.parent.parent.color = 1;
                    leftRotate(k.parent.parent);
                }
            } else {
                u = k.parent.parent.right;

                if (u.color == 1) {
                    u.color = 0;
                    k.parent.color = 0;
                    k.parent.parent.color = 1;
                    k = k.parent.parent;
                } else {
                    if (k == k.parent.right) {
                        k = k.parent;
                        leftRotate(k);
                    }
                    k.parent.color = 0;
                    k.parent.parent.color = 1;
                    rightRotate(k.parent.parent);
                }
            }
            if (k == root) {
                break;
            }
        }
        root.color = 0;
    }

    // 打印红黑树
    private void printTree(Node root, String indent, boolean last) {
        if (root != TNULL) {
            System.out.print(indent);
            if (last) {
                System.out.print("└─");
                indent += "  ";
            } else {
                System.out.print("├─");
                indent += "| ";
            }

            String sColor = root.color == 1?"RED":"BLACK";
            System.out.println(root.key + "(" + sColor + ")");
            printTree(root.left, indent, false);
            printTree(root.right, indent, true);
        }
    }

    // 公开的插入方法
    public void insert(int key) {
        insert(key);
    }

    // 公开的打印方法
    public void printTree() {
        printTree(this.root, "", true);
    }
}

// 测试红黑树
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        RedBlackTree tree = new RedBlackTree();
        tree.insert(10);
        tree.insert(20);
        tree.insert(30);
        tree.insert(15);
        tree.insert(18);
        tree.insert(25);
        tree.printTree();
    }
}

以上代码通过使用Node类表示红黑树中的节点，并使用红黑颜色值0和1来标记节点的颜色（0为黑色，1为红色）。具体的实现包括左旋操作、右旋操作、插入节点和插入后平衡红黑树等方法，并提供了一个公开的插入方法和打印方法，方便对红黑树进行测试和演示。

在测试部分，我们创建了一个红黑树对象tree，然后调用insert方法插入了一些测试数据，并通过调用printTree方法打印出红黑树的结构。

### 回答3：
红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，具有高效的插入、删除和查找操作。以下是用Java实现红黑树的代码：

class RedBlackTree {
    private static final boolean RED = true;
    private static final boolean BLACK = false;

    private Node root;

    private class Node {
        int key;
        Node left;
        Node right;
        int size;
        boolean color;

        Node(int key) {
            this.key = key;
            this.size = 1;
            this.color = RED;
        }
    }

    private boolean isRed(Node node) {
        if (node == null) {
            return false;
        }
        return node.color == RED;
    }

    private Node rotateLeft(Node h) {
        Node x = h.right;
        h.right = x.left;
        x.left = h;
        x.color = h.color;
        h.color = RED;
        x.size = h.size;
        h.size = 1 + size(h.left) + size(h.right);
        return x;
    }

    private Node rotateRight(Node h) {
        Node x = h.left;
        h.left = x.right;
        x.right = h;
        x.color = h.color;
        h.color = RED;
        x.size = h.size;
        h.size = 1 + size(h.left) + size(h.right);
        return x;
    }

    private void flipColors(Node h) {
        h.color = RED;
        h.left.color = BLACK;
        h.right.color = BLACK;
    }

    private int size(Node x) {
        if (x == null) return 0;
        return x.size;
    }

    public void put(int key) {
        root = put(root, key);
        root.color = BLACK;
    }

    private Node put(Node h, int key) {
        if (h == null) return new Node(key);

        if (key < h.key) {
            h.left = put(h.left, key);
        } else if (key > h.key) {
            h.right = put(h.right, key);
        }

        if (isRed(h.right) && !isRed(h.left)) h = rotateLeft(h);
        if (isRed(h.left) && isRed(h.left.left)) h = rotateRight(h);
        if (isRed(h.left) && isRed(h.right)) flipColors(h);

        h.size = size(h.left) + size(h.right) + 1;
        return h;
    }

    public boolean contains(int key) {
        return contains(root, key);
    }

    private boolean contains(Node x, int key) {
        if (x == null) return false;
        if (key < x.key) {
            return contains(x.left, key);
        } else if (key > x.key) {
            return contains(x.right, key);
        } else {
            return true;
        }
    }
}

这个红黑树实现代码包括实现插入操作的`put()`方法和查询操作的`contains()`方法。每个节点都具有键值对(`key`)，左子节点(`left`)和右子节点(`right`)。红黑树通过旋转操作和颜色变换来保持平衡。插入操作中，根据节点关系和颜色判断是否需要进行旋转和颜色变换。`contains()`方法通过递归遍历树来查找指定的键值是否存在。

以上是一个简单的红黑树实现代码，你可以根据需要进行修改和扩展。