请用c++编写创建红黑树代码

时间: 2023-09-07 10:04:53 浏览: 136
### 回答1: 红黑树是一种自平衡二叉查找树,它能够保证任何一棵子树的最大高度为O(log n)。c语言可以用来创建红黑树,以下是一个简单的实现:/* 用C语言实现红黑树 */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct Node { int key; struct Node *left, *right, *parent; int color; }; /* 初始化Node */ struct Node *NIL; struct Node *root = NIL; /* 设置新节点 */ struct Node* newNode(int key) { struct Node *temp = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node)); temp->key = key; temp->left = temp->right = temp->parent = NIL; temp->color = 1; /* 1 for red, 0 for black */ return temp; } /* 将节点插入红黑树 */ void insert(int key) { struct Node *temp = newNode(key); struct Node *x = root; struct Node *y = NIL; while (x != NIL) { y = x; if (temp->key < x->key) x = x->left; else x = x->right; } temp->parent = y; if (y == NIL) root = temp; else if (temp->key < y->key) y->left = temp; else y->right = temp; temp->color = 1; fixInsert(temp); } /* 修复红黑树 */ void fixInsert(struct Node *z) { struct Node *y; while (z->parent->color == 1) { if (z->parent == z->parent->parent->left) { y = z->parent->parent->right; if (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; rotateLeft(z); } z->parent->color = 0; z->parent->parent->color = 1; rotateRight(z->parent->parent); } } else { y = z->parent->parent->left; if (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; rotateRight(z); } z->parent->color = 0; z->parent->parent->color = 1; rotateLeft(z->parent->parent); } } } root->color = 0; } /* 左旋 */ void rotateLeft(struct Node *x) { struct Node *y = x->right; x->right = y->left; if (y->left != NIL) y->left->parent = x; y->parent = x->parent; if (x->parent == NIL) 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 */ void rotateRight(struct Node *x) { struct Node *y = x->left; x->left = y->right; if (y->right != NIL) y->right->parent = x; y->parent = x->parent; if (x->parent == NIL) root = y; else if (x == x->parent->right) x->parent->right = y; else x->parent->left = y; y->right = x; x->parent = y; } ### 回答2: 红黑树是一种自平衡的二叉查找树,它的每个节点都带有一个额外的表示节点颜色的位,可以是红色或黑色。红黑树的性质如下: 1. 每个节点是红色或黑色。 2. 根节点是黑色。 3. 每个叶节点(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节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点。 下面是使用C语言实现红黑树的基本代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct Node { int data; int color; // 0表示黑色,1表示红色 struct Node *parent; struct Node *left; struct Node *right; } Node; Node *createNode(int data) { Node *newNode = (Node*) malloc(sizeof(Node)); newNode->data = data; newNode->color = 1; newNode->parent = NULL; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; return newNode; } void insert(Node **root, int data) { Node *newNode = createNode(data); if (*root == NULL) { newNode->color = 0; // 根节点为黑色 *root = newNode; } else { Node *tempNode = *root; Node *parentNode = NULL; while (tempNode != NULL) { parentNode = tempNode; if (data < tempNode->data) { tempNode = tempNode->left; } else { tempNode = tempNode->right; } } newNode->parent = parentNode; if (data < parentNode->data) { parentNode->left = newNode; } else { parentNode->right = newNode; } } } void printTree(Node *root) { if (root != NULL) { printTree(root->left); printf("%d ", root->data); printTree(root->right); } } int main() { Node *root = NULL; insert(&root, 7); insert(&root, 3); insert(&root, 18); insert(&root, 10); insert(&root, 22); insert(&root, 8); insert(&root, 11); insert(&root, 26); printf("红黑树的中序遍历结果为:"); printTree(root); return 0; } ``` 上面的代码实现了红黑树的创建和插入操作,并输出了红黑树的中序遍历结果。你可以根据需要进行修改和扩展。 ### 回答3: 红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,通过对节点进行染色和旋转操作,保持树的平衡。下面是使用C语言编写一个创建红黑树的简单示例代码: ```c #include<stdio.h> #include<stdlib.h> enum Color {RED, BLACK}; typedef struct Node { int key; enum Color color; struct Node *left, *right, *parent; } Node; typedef struct RBT { Node *root; Node *NIL; // 空节点 } RBT; RBT* createRBT() { RBT *rbt = (RBT*)malloc(sizeof(RBT)); rbt->NIL = (Node*)malloc(sizeof(Node)); rbt->NIL->color = BLACK; // 空节点为黑色 rbt->root = rbt->NIL; return rbt; } Node* createNode(int key) { Node *newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); newNode->key = key; newNode->color = RED; // 新插入的节点颜色为红色 newNode->left = newNode->right = newNode->parent = NULL; return newNode; } // 左旋操作 void leftRotate(RBT *rbt, Node *x) { Node *y = x->right; x->right = y->left; if (y->left != rbt->NIL) y->left->parent = x; y->parent = x->parent; if (x->parent == rbt->NIL) rbt->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 void rightRotate(RBT *rbt, Node *y) { Node *x = y->left; y->left = x->right; if (x->right != rbt->NIL) x->right->parent = y; x->parent = y->parent; if (y->parent == rbt->NIL) rbt->root = x; else if (y == y->parent->left) y->parent->left = x; else y->parent->right = x; x->right = y; y->parent = x; } void insertFixup(RBT *rbt, Node *z) { while (z->parent->color == RED) { if (z->parent == z->parent->parent->left) { Node *y = z->parent->parent->right; if (y->color == RED) { z->parent->color = BLACK; y->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; z = z->parent->parent; } else { if (z == z->parent->right) { z = z->parent; leftRotate(rbt, z); } z->parent->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; rightRotate(rbt, z->parent->parent); } } else { Node *y = z->parent->parent->left; if (y->color == RED) { z->parent->color = BLACK; y->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; z = z->parent->parent; } else { if (z == z->parent->left) { z = z->parent; rightRotate(rbt, z); } z->parent->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; leftRotate(rbt, z->parent->parent); } } } rbt->root->color = BLACK; } void insert(RBT *rbt, int key) { Node *z = createNode(key); Node *y = rbt->NIL; Node *x = rbt->root; // 找到插入位置 while (x != rbt->NIL) { y = x; if (z->key < x->key) x = x->left; else x = x->right; } z->parent = y; if (y == rbt->NIL) rbt->root = z; else if (z->key < y->key) y->left = z; else y->right = z; z->left = rbt->NIL; z->right = rbt->NIL; z->color = RED; insertFixup(rbt, z); } int main() { RBT *rbt = createRBT(); int i, n, key; printf("输入要插入的节点个数: "); scanf("%d", &n); printf("输入节点的值: "); for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &key); insert(rbt, key); } printf("插入后的红黑树前序遍历结果: "); preorderTraversal(rbt->root); return 0; } ``` 这个示例代码演示了如何创建一个红黑树,并实现了插入操作。在插入操作中,根据红黑树的性质进行节点的旋转和染色操作来保持树的平衡。 请注意,在完整的红黑树代码中,还应包含其他辅助函数,如前序遍历、中序遍历、后序遍历等,以及删除操作和查找操作的实现。此处代码仅为简单示例,供参考。
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