c语言写一个红黑树代码

时间: 2023-08-02 15:45:01 浏览: 46
以下是一个简单的红黑树实现,包括插入节点、查找节点和删除节点的基本操作: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> enum Color {RED, BLACK}; typedef struct Node { int key; enum Color color; struct Node *left, *right, *parent; } Node; Node *root = NULL; void rotate_left(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) { root = y; } else if (x == x->parent->left) { x->parent->left = y; } else { x->parent->right = y; } y->left = x; x->parent = y; } void rotate_right(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) { root = y; } else if (x == x->parent->right) { x->parent->right = y; } else { x->parent->left = y; } y->right = x; x->parent = y; } void insert_fixup(Node *z) { while (z->parent != NULL && z->parent->color == RED) { if (z->parent == z->parent->parent->left) { Node *y = z->parent->parent->right; if (y != NULL && 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; rotate_left(z); } z->parent->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; rotate_right(z->parent->parent); } } else { Node *y = z->parent->parent->left; if (y != NULL && 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; rotate_right(z); } z->parent->color = BLACK; z->parent->parent->color = RED; rotate_left(z->parent->parent); } } } root->color = BLACK; } void insert(int key) { Node *z = malloc(sizeof(Node)); z->key = key; z->color = RED; z->left = NULL; z->right = NULL; z->parent = NULL; Node *y = NULL; Node *x = root; while (x != NULL) { y = x; if (key < x->key) { x = x->left; } else { x = x->right; } } z->parent = y; if (y == NULL) { root = z; } else if (key < y->key) { y->left = z; } else { y->right = z; } insert_fixup(z); } Node *tree_minimum(Node *x) { while (x->left != NULL) { x = x->left; } return x; } void transplant(Node *u, Node *v) { if (u->parent == NULL) { root = v; } else if (u == u->parent->left) { u->parent->left = v; } else { u->parent->right = v; } if (v != NULL) { v->parent = u->parent; } } void delete_fixup(Node *x) { while (x != root && x->color == BLACK) { if (x == x->parent->left) { Node *w = x->parent->right; if (w->color == RED) { w->color = BLACK; x->parent->color = RED; rotate_left(x->parent); w = x->parent->right; } if (w->left->color == BLACK && w->right->color == BLACK) { w->color = RED; x = x->parent; } else { if (w->right->color == BLACK) { w->left->color = BLACK; w->color = RED; rotate_right(w); w = x->parent->right; } w->color = x->parent->color; x->parent->color = BLACK; w->right->color = BLACK; rotate_left(x->parent); x = root; } } else { Node *w = x->parent->left; if (w->color == RED) { w->color = BLACK; x->parent->color = RED; rotate_right(x->parent); w = x->parent->left; } if (w->right->color == BLACK && w->left->color == BLACK) { w->color = RED; x = x->parent; } else { if (w->left->color == BLACK) { w->right->color = BLACK; w->color = RED; rotate_left(w); w = x->parent->left; } w->color = x->parent->color; x->parent->color = BLACK; w->left->color = BLACK; rotate_right(x->parent); x = root; } } } x->color = BLACK; } void delete(int key) { Node *z = root; while (z != NULL) { if (key == z->key) { break; } else if (key < z->key) { z = z->left; } else { z = z->right; } } if (z == NULL) { return; } Node *y = z; enum Color y_original_color = y->color; if (z->left == NULL) { Node *x = z->right; transplant(z, z->right); free(z); if (x != NULL) { delete_fixup(x); } } else if (z->right == NULL) { Node *x = z->left; transplant(z, z->left); free(z); if (x != NULL) { delete_fixup(x); } } else { y = tree_minimum(z->right); y_original_color = y->color; Node *x = y->right; if (y->parent == z) { if (x != NULL) { x->parent = y; } } else { transplant(y, y->right); y->right = z->right; y->right->parent = y; } transplant(z, y); y->left = z->left; y->left->parent = y; y->color = z->color; free(z); if (x != NULL) { delete_fixup(x); } } } void inorder_traversal(Node *x) { if (x != NULL) { inorder_traversal(x->left); printf("%d ", x->key); inorder_traversal(x->right); } } Node *search(int key) { Node *x = root; while (x != NULL) { if (key == x->key) { return x; } else if (key < x->key) { x = x->left; } else { x = x->right; } } return NULL; } int main() { insert(10); insert(20); insert(30); insert(15); insert(18); insert(25); insert(40); inorder_traversal(root); printf("\n"); delete(20); inorder_traversal(root); printf("\n"); Node *x = search(15); if (x != NULL) { printf("%d\n", x->key); } return 0; } ``` 注:此红黑树实现没有考虑内存泄漏的情况。

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