使用c++编写一个红黑树代码
时间: 2023-09-05 21:04:46 浏览: 77
### 回答1:
很高兴能够帮助您。红黑树是一种特殊的二叉搜索树,其节点都具有颜色属性,分别是红色和黑色。其主要特性如下:1. 根节点总是黑色的;
2. 每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL);
3. 每个红色节点的两个子节点都是黑色;
4. 从根节点到叶子节点的所有路径上包含相同数量的黑节点。在使用C编写红黑树代码时,需要定义一个结构体,其中包括一个颜色属性,以及指向左右子节点的指针。此外,还需要定义一些函数,用于插入、删除和查找节点,以及保持树的平衡。
### 回答2:
红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它在插入、删除等操作后可以保持树的平衡,时间复杂度为O(log n)。
下面是使用C语言编写的红黑树代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
int data;
struct Node* parent;
struct Node* left;
struct Node* right;
int color; //0代表黑色,1代表红色
} Node;
typedef struct RedBlackTree {
Node* root;
// ...
} RedBlackTree;
void init(RedBlackTree* tree) {
tree->root = NULL;
// ...
}
void insertNode(RedBlackTree* tree, int value) {
Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
node->data = value;
node->parent = NULL;
node->left = NULL;
node->right = NULL;
node->color = 1; //新插入的节点默认为红色
// 插入节点的过程
// ...
// 调整红黑树
// ...
// 更新根节点
tree->root = node;
}
void deleteNode(RedBlackTree* tree, int value) {
Node* node = findNode(tree->root, value);
// 删除节点的过程
// ...
// 修复红黑树
// ...
free(node);
}
// ...
```
以上是一个简单的红黑树代码示例,包括了初始化、插入节点和删除节点等基本操作。由于红黑树的实现较为复杂,代码中省略了一些细节部分,例如节点的插入和删除过程,调整红黑树的操作等。完整的红黑树实现需要在此基础上进一步完善。
### 回答3:
红黑树是一种自平衡的二叉查找树,其特点是每个节点上都存有一个额外的存储位表示节点的颜色,可以是红色或黑色。以下是一个使用C语言编写的红黑树代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
enum Color {RED, BLACK};
struct Node {
int data;
enum Color color;
struct Node *left, *right, *parent;
};
// 创建一个新节点
struct Node* newNode(int data) {
struct Node* node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
node->data = data;
node->color = RED;
node->left = node->right = node->parent = NULL;
return node;
}
// 左旋转
void leftRotate(struct Node** root, struct Node* x) {
struct 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;
}
// 右旋转
void rightRotate(struct Node** root, struct Node* y) {
struct 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;
}
// 插入节点修正函数
void fixInsert(struct Node** root, struct Node* z) {
while (z->parent != NULL && z->parent->color == RED) {
if (z->parent == z->parent->parent->left) {
struct Node* uncle = z->parent->parent->right;
if (uncle != NULL && uncle->color == RED) {
z->parent->color = BLACK;
uncle->color = BLACK;
z->parent->parent->color = RED;
z = z->parent->parent;
} else {
if (z == z->parent->right) {
z = z->parent;
leftRotate(root, z);
}
z->parent->color = BLACK;
z->parent->parent->color = RED;
rightRotate(root, z->parent->parent);
}
} else {
struct Node* uncle = z->parent->parent->left;
if (uncle != NULL && uncle->color == RED) {
z->parent->color = BLACK;
uncle->color = BLACK;
z->parent->parent->color = RED;
z = z->parent->parent;
} else {
if (z == z->parent->left) {
z = z->parent;
rightRotate(root, z);
}
z->parent->color = BLACK;
z->parent->parent->color = RED;
leftRotate(root, z->parent->parent);
}
}
}
(*root)->color = BLACK;
}
// 插入节点
struct Node* insert(struct Node* root, int data) {
// 创建新节点
struct Node* z = newNode(data);
struct Node* y = NULL;
struct Node* x = root;
// 找到插入位置
while (x != NULL) {
y = x;
if (z->data < x->data)
x = x->left;
else
x = x->right;
}
z->parent = y;
if (y == NULL)
root = z;
else if (z->data < y->data)
y->left = z;
else
y->right = z;
fixInsert(&root, z); // 修正红黑树性质
return root;
}
// 中序遍历红黑树
void inorder(struct Node* root) {
if (root == NULL)
return;
inorder(root->left);
printf("%d ", root->data);
inorder(root->right);
}
int main() {
struct Node* root = NULL;
// 插入节点
root = insert(root, 6);
root = insert(root, 3);
root = insert(root, 8);
root = insert(root, 2);
root = insert(root, 4);
root = insert(root, 7);
root = insert(root, 9);
root = insert(root, 1);
root = insert(root, 5);
// 中序遍历红黑树
printf("红黑树中序遍历结果为:");
inorder(root);
return 0;
}
```
这是一个红黑树的简单示例代码,它通过定义了节点结构体和旋转、插入和修正函数来实现红黑树的操作。在主函数中,我们通过插入一些数据并进行中序遍历,来展示红黑树的结果。输出结果将展示已经按照红黑树的性质进行排序的数据。