用c语言写一个红黑树

时间: 2024-10-09 10:03:06 浏览: 0
在C语言中实现红黑树通常涉及到复杂的低级数据结构和算法,因为红黑树是一种自平衡二叉查找树,需要维护节点的颜色属性以及严格的插入、删除操作规则。这里我会提供一个简单的概述和基本的结构定义,实际完整实现会比较长,包含众多细节。 首先,定义一个红黑树节点的基本结构: ```c typedef struct Node { int data; enum Color {RED, BLACK} color; struct Node *left, *right, *parent; } RBNode; ``` 接下来,定义红黑树的头指针和辅助函数: ```c typedef struct RedBlackTree { RBNode* root; // 其他辅助函数如插入、删除、旋转等 } RBTree; // 插入函数示例,不包含详细实现 RBNode* insert(RBTree* tree, RBNode* node) { // 省略插入过程的复杂逻辑 } // 删除函数示例,同样不包含详细实现 void delete(RBTree* tree, RBNode* node) { // 省略删除过程的复杂逻辑 } ``` 完整的红黑树实现包括颜色变换、旋转操作(左旋、右旋)、保持性质(如每个节点要么是红色要么黑色,根是黑色等)以及插入和删除后的调整。这超出了这个简短的回答范围,建议查阅相关的数据结构书籍或者在线教程来进行深入学习。
相关问题

用C语言写一个红黑树的前中后序排列

红黑树是一种自平衡二叉查找树,它的前序、中序以及后序遍历与普通的二叉查找树遍历方式相同。下面是使用C语言实现红黑树的前序、中序以及后序遍历的代码。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct rb_node { int key; int color; struct rb_node *left, *right, *parent; } rb_node; void left_rotate(rb_node **root, rb_node *x) { rb_node *y = x->right; x->right = y->left; if (y->left != NULL) y->left->parent = x; y->parent = x->parent; if (x->parent == NULL) *root = y; else if (x == x->parent->left) x->parent->left = y; else x->parent->right = y; y->left = x; x->parent = y; } void right_rotate(rb_node **root, rb_node *y) { rb_node *x = y->left; y->left = x->right; if (x->right != NULL) x->right->parent = y; x->parent = y->parent; if (y->parent == NULL) *root = x; else if (y == y->parent->left) y->parent->left = x; else y->parent->right = x; x->right = y; y->parent = x; } void rb_insert_fixup(rb_node **root, rb_node *z) { while (z->parent != NULL && z->parent->color == 1) { if (z->parent == z->parent->parent->left) { rb_node *y = z->parent->parent->right; if (y != NULL && y->color == 1) { z->parent->color = 0; y->color = 0; z->parent->parent->color = 1; z = z->parent->parent; } else { if (z == z->parent->right) { z = z->parent; left_rotate(root, z); } z->parent->color = 0; z->parent->parent->color = 1; right_rotate(root, z->parent->parent); } } else { rb_node *y = z->parent->parent->left; if (y != NULL && y->color == 1) { z->parent->color = 0; y->color = 0; z->parent->parent->color = 1; z = z->parent->parent; } else { if (z == z->parent->left) { z = z->parent; right_rotate(root, z); } z->parent->color = 0; z->parent->parent->color = 1; left_rotate(root, z->parent->parent); } } } (*root)->color = 0; } void rb_insert(rb_node **root, int key) { rb_node *z = (rb_node*) malloc(sizeof(rb_node)); z->key = key; z->color = 1; z->left = NULL; z->right = NULL; z->parent = NULL; rb_node *y = NULL; rb_node *x = *root; while (x != NULL) { y = x; if (z->key < x->key) x = x->left; else x = x->right; } z->parent = y; if (y == NULL) *root = z; else if (z->key < y->key) y->left = z; else y->right = z; rb_insert_fixup(root, z); } void inorder(rb_node *root) { if (root != NULL) { inorder(root->left); printf("%d ", root->key); inorder(root->right); } } void preorder(rb_node *root) { if (root != NULL) { printf("%d ", root->key); preorder(root->left); preorder(root->right); } } void postorder(rb_node *root) { if (root != NULL) { postorder(root->left); postorder(root->right); printf("%d ", root->key); } } int main() { rb_node *root = NULL; rb_insert(&root, 10); rb_insert(&root, 20); rb_insert(&root, 30); rb_insert(&root, 100); rb_insert(&root, 90); rb_insert(&root, 40); rb_insert(&root, 50); rb_insert(&root, 60); printf("Inorder Traversal: "); inorder(root); printf("\n"); printf("Preorder Traversal: "); preorder(root); printf("\n"); printf("Postorder Traversal: "); postorder(root); printf("\n"); return 0; } ``` 以上代码包含了红黑树的插入操作和三种不同的遍历方式的实现。在代码中,`rb_insert()` 函数用于插入新节点,`inorder()` 函数、`preorder()` 函数和 `postorder()` 函数分别用于实现中序、前序和后序遍历。

给我用c语言写一个红黑树删除部分代码

这是一个红黑树删除节点的C语言代码示例: ``` struct node { int data; int color; // 0 for black, 1 for red struct node *parent; struct node *left; struct node *right; }; struct node* bst_minimum(struct node* x){ while(x->left != NULL){ x = x->left; } return x; } void rb_transplant(struct node* u, struct node* v, struct node* root){ if(u->parent == NULL){ root = v; }else if(u == u->parent->left){ u->parent->left = v; }else{ u->parent->right = v; } v->parent = u->parent; } void rb_delete_fixup(struct node* x, struct node* root){ while(x != root && x->color == 0){ if(x == x->parent->left){ struct node* w = x->parent->right; if(w->color == 1){ w->color = 0; x->parent->color = 1; left_rotate(x->parent, root); w = x->parent->right; } if(w->left->color == 0 && w->right->color == 0){ w->color = 1; x = x->parent; }else{ if(w->right->color == 0){ w->left->color = 0; w->color = 1; right_rotate(w, root); w = x->parent->right; } w->color = x->parent->color; x->parent->color = 0; w->right->color = 0; left_rotate(x->parent, root); x = root; } }else{ struct node* w = x->parent->left; if(w->color == 1){ w->color = 0; x->parent->color = 1; right_rotate(x->parent, root); w = x->parent->left; } if(w->right->color == 0 && w->left->color == 0){ w->color = 1; x = x->parent; }else{ if(w->left->color == 0){ w->right->color = 0; w->color = 1; left_rotate(w, root); w = x->parent->left; } w->color = x->parent->color; x->parent->color = 0; w->left->color = 0; right_rotate(x->parent, root); x = root; } } } x->color = 0; } void rb_delete(struct node* z, struct node* root){ struct node* y = z; struct node* x; int y_original_color = y->color; if(z->left == NULL){ x = z->right; rb_transplant(z, z->right, root); }else if(z->right == NULL){ x = z->left; rb_transplant(z, z->left, root); }else{ y = bst_minimum(z->right); y_original_color = y->color; x = y->right; if(y->parent == z){ x->parent = y; }else{ rb_transplant(y, y->right, root); y->right = z->right; y->right->parent = y; } rb_transplant(z, y, root); y->left = z->left; y->left->parent = y; y->color = z->color; } if(y_original_color == 0){ rb_delete_fixup(x, root); } } ``` 这段代码实现了红黑树的删除操作。其中包括了红黑树的旋转操作,以及对删除节点的处理。具体过程为: 1. 如果删除节点只有一个子节点或没有子节点,直接将其删除,并用其子节点代替。 2. 如果删除节点有两个子节点,需要找到其后继节点,并将其替换到删除节点的位置,再删除后继节点。 3. 如果被删除的节点是黑色的,则需要修复红黑树的性质。修复过程中,将其兄弟节点的颜色作为参考点,分别进行不同情况下的旋转和颜色调整操作。 注意,在该代码示例中,我们也需要实现一些辅助函数,比如bst_minimum函数寻找树的最小值,和rb_transplant函数完成节点替换。

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