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法律研究Go语言程序定义红黑树
在 Go 语言中，我们可以通过提供适当的结构和方法来创建红黑树。在这篇文章中，我们将编写 Go 语言程序来定义红黑树。在这里，根节点始终为黑色，其他节点可以根据其拥有的属性为红色或黑色。它用于各种操作，例如高效搜索、插入和删除。
算法
步骤 1 − 导入 fmt 和 “main” 作为必要的包
步骤 2 − 创建一个 RedBlackTree 结构体，其中包含一个字段，该字段提供对根节点的引用。
步骤 3 − 然后，创建一个 “Node” 结构体，其中包含四个字段：值为 int 类型，颜色为 string 类型，指向左子节点和右子节点的指针为 Node 类型，以及指向父节点的指针。
步骤 4 − 实现 insert 函数以将节点插入树中。
步骤 5 − 实现 fixInsert 方法以修复任何违反红黑树属性的情况。
步骤 6 − 实现 getUncle 和 getGrandparent 方法分别返回叔节点和祖父节点
步骤 7 − 在 main 函数中，创建红黑树的对象，并使用该对象在树中插入值
步骤 8 − 最后，调用 InorderTraversal 方法以排序顺序显示值
示例
在这个例子中，我们将编写一个 Go 语言程序来定义红黑树，通过多次插入并展示其保持颜色属性的特性，最后我们还对树进行了“中序遍历”。
package main
import "fmt"
type Node struct {
value int
color string
left, right *Node
parent *Node
}
type RedBlackTree struct {
root *Node
}
func NewRedBlackTree() *RedBlackTree {
return &RedBlackTree{}
}
func (t *RedBlackTree) Insert(value int) {
if t.root == nil {
t.root = &Node{value: value, color: "black"}
} else {
t.root.insert(value)
}
}
func (n *Node) insert(value int) {
if value < n.value {
if n.left == nil {
n.left = &Node{value: value, color: "red", parent: n}
n.left.fixInsert()
} else {
n.left.insert(value)
}
} else if value > n.value {
if n.right == nil {
n.right = &Node{value: value, color: "red", parent: n}
n.right.fixInsert()
} else {
n.right.insert(value)
}
}
}
func (n *Node) fixInsert() {
if n.parent == nil {
n.color = "black"
return
}
if n.parent.color == "black" {
return
}
uncle := n.getUncle()
grandparent := n.getGrandparent()
if uncle != nil && uncle.color == "red" {
n.parent.color = "black"
uncle.color = "black"
grandparent.color = "red"
grandparent.fixInsert()
return
}
if n == n.parent.right && n.parent == grandparent.left {
grandparent.rotateLeft()
n = n.left
} else if n == n.parent.left && n.parent == grandparent.right {
grandparent.rotateRight()
n = n.right
}
n.parent.color = "black"
grandparent.color = "red"
if n == n.parent.left {
grandparent.rotateRight()
} else {
grandparent.rotateLeft()
}
}
func (n *Node) getUncle() *Node {
if n.parent == nil || n.parent.parent == nil {
return nil
}
grandparent := n.parent.parent
if n.parent == grandparent.left {
return grandparent.right
}
return grandparent.left
}
func (n *Node) getGrandparent() *Node {
if n.parent != nil {
return n.parent.parent
}
return nil
}
func (n *Node) rotateLeft() {
child := n.right
n.right = child.left
if child.left != nil {
child.left.parent = n
}
child.parent = n.parent
if n.parent == nil {
n.parent = child
} else if n == n.parent.left {
n.parent.left = child
} else {
n.parent.right = child
}
child.left = n
n.parent = child
}
func (n *Node) rotateRight() {
child := n.left
n.left = child.right
if child.right != nil {
child.right.parent = n
}
child.parent = n.parent
if n.parent == nil {
n.parent = child
} else if n == n.parent.left {
n.parent.left = child
} else {
n.parent.right = child
}
child.right = n
n.parent = child
}
func (t *RedBlackTree) InorderTraversal() {
if t.root != nil {
t.root.inorderTraversal()
}
fmt.Println()
}
func (n *Node) inorderTraversal() {
if n != nil {
n.left.inorderTraversal()
fmt.Printf("%d ", n.value)
n.right.inorderTraversal()
}
}
func main() {
tree := NewRedBlackTree()
tree.Insert(7)
tree.Insert(3)
tree.Insert(18)
tree.Insert(10)
tree.Insert(22)
tree.Insert(8)
tree.Insert(11)
tree.Insert(26)
tree.Insert(2)
tree.Insert(6)
tree.Insert(13)
fmt.Println("The inorder traversal of this tree is:")
tree.InorderTraversal()
}
输出
The inorder traversal of this tree is: 6 7 8 10 11 13
结论
在这篇文章中，我们检查了如何借助一个使用插入的示例在 Go 语言中定义红黑树。在这里，我们探讨了红黑树的结构和操作。我们还使用中序遍历遍历了树。红黑树是一种自平衡二叉搜索树，它具有与其关联的红色和黑色颜色属性。
更新于: 2023年7月5日
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