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法律研究Go语言程序：向红黑树插入新节点
本文将编写一个 Go 语言程序，用于向红黑树中插入节点。红黑树是一种自平衡二叉搜索树，具有以下特性：
每个节点要么是红色，要么是黑色。
根节点总是黑色。
所有叶子节点都被视为黑色。
如果一个节点是红色的，则它的两个子节点都必须是黑色的。
从任意节点到其所有后代叶节点的每条路径都包含相同数量的黑色节点。
算法
创建一个名为“Node”的结构体，包含四个字段：“key”（整型），“colour”（字符串型），“left”（左子节点），“right”（右子节点）和“parent”（父节点，类型为 Node）。
创建一个名为“RedBlackTree”的结构体，包含一个“root”字段，指向树的根节点。
使用 Insert 方法向红黑树插入值。创建一个新的节点，指定其键值，并将颜色设置为“red”。
插入新节点后，使用 fixViolation 方法修复红黑树中可能出现的任何违规情况。
使用辅助方法 leftRotate 和 rightRotate 对树节点进行左旋和右旋操作。
编写主函数。创建一个新的 RedBlackTree 对象。使用 Insert 方法向树中添加节点。
执行中序遍历，并使用 fmt 包的 Println 函数输出结果。
示例
在这个例子中，我们将编写一个 Go 语言程序，使用 insert 方法向红黑树插入一个节点，然后打印中序遍历结果来验证插入算法的正确性。
package main
import "fmt"
type Node struct {
key int
color string
left *Node
right *Node
parent *Node
}
type RedBlackTree struct {
root *Node
}
func NewRedBlackTree() *RedBlackTree {
return &RedBlackTree{}
}
func (t *RedBlackTree) Insert(key int) {
node := &Node{
key: key,
color: "red",
}
if t.root == nil {
t.root = node
} else {
t.insertNode(t.root, node)
}
t.fixViolation(node)
}
func (t *RedBlackTree) insertNode(root, node *Node) {
if node.key < root.key {
if root.left == nil {
root.left = node
node.parent = root
} else {
t.insertNode(root.left, node)
}
} else {
if root.right == nil {
root.right = node
node.parent = root
} else {
t.insertNode(root.right, node)
}
}
}
func (t *RedBlackTree) fixViolation(node *Node) {
for node != t.root && node.parent.color == "red" {
if node.parent == node.parent.parent.left {
uncle := node.parent.parent.right
if uncle != nil && uncle.color == "red" {
node.parent.color = "black"
uncle.color = "black"
node.parent.parent.color = "red"
node = node.parent.parent
} else {
if node == node.parent.right {
node = node.parent
t.leftRotate(node)
}
node.parent.color = "black"
node.parent.parent.color = "red"
t.right_rotate(node.parent.parent)
}
} else {
uncle := node.parent.parent.left
if uncle != nil && uncle.color == "red" {
node.parent.color = "black"
uncle.color = "black"
node.parent.parent.color = "red"
node = node.parent.parent
} else {
if node == node.parent.left {
node = node.parent
t.right_rotate(node)
}
node.parent.color = "black"
node.parent.parent.color = "red"
t.leftRotate(node.parent.parent)
}
}
}
t.root.color = "black"
}
func (t *RedBlackTree) leftRotate(node *Node) {
rightChild := node.right
node.right = rightChild.left
if rightChild.left != nil {
rightChild.left.parent = node
}
rightChild.parent = node.parent
if node.parent == nil {
t.root = rightChild
} else if node == node.parent.left {
node.parent.left = rightChild
} else {
node.parent.right = rightChild
}
rightChild.left = node
node.parent = rightChild
}
func (t *RedBlackTree) right_rotate(node *Node) {
leftChild := node.left
node.left = leftChild.right
if leftChild.right != nil {
leftChild.right.parent = node
}
leftChild.parent = node.parent
if node.parent == nil {
t.root = leftChild
} else if node == node.parent.left {
node.parent.left = leftChild
} else {
node.parent.right = leftChild
}
leftChild.right = node
node.parent = leftChild
}
func (t *RedBlackTree) Inorder_traversal(node *Node) {
if node != nil {
t.Inorder_traversal(node.left)
fmt.Printf("%d ", node.key)
t.Inorder_traversal(node.right)
}
}
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("Inorder traversal of the Red-Black Tree:")
tree.Inorder_traversal(tree.root)
}
输出
Inorder traversal of the Red-Black Tree: 2 3 6 7 8 10 11 13 18 22 26
结论
本文讨论了如何在 Go 语言中向红黑树插入新节点。示例程序演示了使用 Insert 方法向红黑树插入新节点，然后打印中序遍历结果的方法。这种方法简单直接，可以根据问题的需要随时使用。
更新于：2023年7月5日
浏览量：128
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