C++实现无父指针红黑树:高效插删查操作

2 下载量 41 浏览量 更新于2024-08-29 收藏 57KB PDF 举报
"这篇资源是关于C++实现的无父指针红黑树代码,它在旋转操作中利用栈来存储节点的祖先信息,包括叔叔、父亲等。这个红黑树实现了基本的插入、删除和查找操作,并且已经过部分在线判题系统的测试,未发现错误。" 红黑树是一种自平衡二叉查找树,它的每个节点都带有颜色属性,可以是红色或黑色。这种数据结构在插入和删除操作后能保持近似平衡,从而确保了高效的查找性能。在这个C++实现中,红黑树节点不包含父节点指针,而是通过其他方式(如栈)来处理旋转过程中的祖先关系。 模板类`RBNode`定义了红黑树的节点结构,包含颜色、键值、数据、左右子节点指针。节点初始化时,默认颜色为红色,左右子节点为空。`RBTree`类则封装了红黑树的主要操作,如`root`表示树的根节点,`_size`记录树中节点的数量。 `RotateL`和`RotateR`函数分别执行左旋和右旋操作,这是红黑树在插入和删除操作后恢复平衡的关键步骤。左旋操作中,当前节点的右子节点变为新的根节点,原根节点成为新根节点的左子节点;右旋操作反之。这两个操作都需要更新节点的子节点指针。 `Search`函数用于查找指定键值的节点,如果找到则返回对应的数据显示`found`为真,否则返回一个默认值并设置`found`为假。 `Insert`函数实现了插入操作,首先从根节点开始遍历树,如果找到相同的键值,则更新数据;如果未找到,则插入新节点。在插入新节点后,可能需要进行一系列的旋转和重新着色操作来维护红黑树的性质。 这个红黑树的实现还包括删除操作,通常涉及到替换、颜色翻转和旋转等复杂步骤,但具体内容未在摘要中给出。不过,根据描述,这个实现已经通过了一些在线判题系统的测试,表明其功能相对完整和正确。 由于红黑树的性质保证了最坏情况下的查找、插入和删除操作的时间复杂度都是O(log n),因此它是许多高效数据结构和算法(如关联数组、集合等)的基础。这个实现没有父指针的设计可以节省空间,但可能增加旋转操作的复杂性。