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法学Go语言程序：实现红黑树的左旋转
红黑树是一种自平衡二叉搜索树。旋转是自平衡树的基本操作之一。在向树中插入和删除节点时，执行旋转操作以保持树的特性。在这篇文章中，我们将编写一个程序来使用指针以及节点值在红黑树中执行左旋转。
红黑树的特性
每个节点要么是红色，要么是黑色
根节点总是黑色
每个叶子节点都被认为是黑色
如果一个节点是红色的，则它的两个子节点都是黑色的
算法
步骤 1 − 导入 main 和 fmt 包。
步骤 2 − 检查输入节点和右子节点是否存在。如果不存在，则退出函数。
步骤 3 − 将节点的右子节点赋值给 pivot 变量。
步骤 4 − 现在将节点的右子节点更新为 pivot 的左子节点。
步骤 5 − 如果 pivot 的左子节点已存在，则将 pivot 的左子节点的父节点更新为该节点。
步骤 6 − 现在将 pivot 的父节点更新为节点的父节点。如果节点是根节点，则更新根节点引用。
示例 1：使用指针和节点交换
左旋转是红黑树的基本方法，用于在保持元素顺序的同时保持平衡。在这种方法中，我们将通过操作指针和交换节点引用来执行左旋转。
package main
import (
"fmt"
)
type Node struct {
key int
color bool
left *Node
right *Node
parent *Node
}
var root *Node
func leftRotate(node *Node) {
if node == nil || node.right == nil {
return
}
pivot := node.right
node.right = pivot.left
if pivot.left != nil {
pivot.left.parent = node
}
pivot.parent = node.parent
if node.parent == nil {
// If the node was the root, update the root reference
root = pivot
} else if node == node.parent.left {
node.parent.left = pivot
} else {
node.parent.right = pivot
}
pivot.left = node
node.parent = pivot
}
func main() {
// Sample usage of leftRotate function
root = &Node{
key: 15,
color: false,
left: nil,
right: nil,
}
node1 := &Node{
key: 25,
color: true,
left: nil,
right: nil,
}
node2 := &Node{
key: 35,
color: true,
left: nil,
right: nil,
}
root.right = node1
node1.parent = root
node1.right = node2
node2.parent = node1
fmt.Println("Before left rotation:")
fmt.Println("Rootkey:", root.key)
fmt.Println("right child key of Root :", root.right.key)
fmt.Println(" right child key of right child key of root:", root.right.right.key)
leftRotate(root)
fmt.Println("\nAfter left rotation:")
fmt.Println("Rootkey:", root.key)
fmt.Println("left child key of Root's :", root.left.key)
}
输出
Before left rotation: Rootkey: 15 right child key of Root : 25 right child key of right child key of root: 35 After left rotation: Rootkey: 25 left child key of Root's : 15
示例 2：使用节点值
左旋转是红黑树的基本方法，用于在保持元素顺序的同时保持平衡。在这种方法中，我们将通过复制节点的值而不是直接操作指针来执行左旋转。
package main
import (
"fmt"
)
type Node struct {
key int
color bool
left *Node
right *Node
parent *Node
}
var root *Node
func leftRotate(node *Node) {
if node == nil || node.right == nil {
return
}
pivot := &Node{
key: node.right.key,
color: node.right.color,
left: node.left,
right: node.right.left,
parent: node,
}
if pivot.left != nil {
pivot.left.parent = pivot
}
node.right = pivot
if pivot.right != nil {
pivot.right.parent = pivot
}
if node.parent == nil {
root = pivot
} else if node == node.parent.left {
node.parent.left = pivot
} else {
node.parent.right = pivot
}
pivot.parent = node.parent
node.parent = pivot
}
func main() {
root = &Node{
key: 15,
color: false,
left: nil,
right: nil,
}
node1 := &Node{
key: 25,
color: true,
left: nil,
right: nil,
}
node2 := &Node{
key: 35,
color: true,
left: nil,
right: nil,
}
root.right = node1
node1.parent = root
node1.right = node2
node2.parent = node1
fmt.Println("Before left rotation:")
fmt.Println("Root key:", root.key)
fmt.Println("Right child key of Root:", root.right.key)
fmt.Println("Right child key of right child key of Root:", root.right.right.key)
leftRotate(root)
fmt.Println("\nAfter left rotation:")
fmt.Println("Root key:", root.key)
}
输出
Before left rotation: Rootkey: 15 right child key of Root : 25 right child key of right child key of root: 35 After left rotation: Rootkey: 25 left child key of Root's : 15
结论
在这篇文章中，我们检查了如何在 Go 语言中对红黑树执行左旋转。我们探讨了如何使用指针和节点交换以及使用节点值来执行此操作。在自平衡树（如红黑树）上执行这些操作对于保持其平衡至关重要。
更新于：2023年7月6日
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