package第一章数据结构实现;public classRBTree {

TreeNode head;//树的头节点//创建红色的默认节点，但是未设置父节点

public TreeNode getNode(intval) {

TreeNode defaultNode= newTreeNode(val);

defaultNode.color= Color.RED; //默认为红色

returndefaultNode;

}//打印树

public voidprintTree(TreeNode node) {if(head==null) {

System.out.println("树是空的，请确认init()方法已经执行！");return;

}if(node==null) return;else{//前序遍历

System.out.print("节点的值："+node.val+" 节点的颜色："+node.color);if(node.parent!=null) System.out.println(" 节点的父节点："+node.parent.val);else System.out.println(" 这是根节点");

printTree(node.left);

printTree(node.right);

}

}//===================================================================================================//树的初始化

public void init(int[] arr) {for(int i=0;i

insert(head,null,arr[i],-1);

}

}//inset 开始插入 ,lr为0代表left lr为1代表right lr为-1表示是根节点

public void insert(TreeNode head,TreeNode parent,int i,intlr) {

if(head==null) {

TreeNode x=getNode(i);

x.parent=parent;

head= x;

if(lr==1) parent.right =head;else if(lr==0) parent.left =head;

insert1(head);

}else { //递归插入

if(i>head.val) insert(head.right,head,i,1);if(i

}

}//case1:插入的节点为根节点，将插入节点置为红色,前期x的父节点x.parent必须确定下来

public voidinsert1(TreeNode x) {if(x.parent==null) {

x.color=Color.BLACK;

head= x; //将首节点指向x

return;

}elseinsert2(x);

}//case2:插入的节点不为根节点//且插入的节点的父节点为黑色的，那么红黑树是不用调节的

public voidinsert2(TreeNode x) {if(x.parent.color==Color.BLACK) return;elseinsert3(x);

}//case3如果插入节点的父节点为红色 ，违反父子节点都为红色的//如果叔叔节点为红色，只需将叔叔节点和父节点同时设为黑色，同时祖父节点设为红色//但这会引入新问题，祖父节点和其自身父节点有可能都为红色，使用尾递归向上上滤

public voidinsert3(TreeNode x) {

TreeNode par= x.parent; //父节点

TreeNode gra = par.parent; //祖父节点

TreeNode unc = (par==gra.left)? gra.right : gra.left; //叔叔节点

if(unc!=null && unc.color==Color.RED) {

unc.color=Color.BLACK;

par.color=Color.BLACK;

gra.color=Color.RED;

insert1(gra);//尾递归上滤

} elseinsert4(x);

}//case4: 如果叔叔节点为黑色或者null

public voidinsert4(TreeNode x) {

TreeNode par= x.parent; //父节点

TreeNode gra = par.parent; //祖父节点//如果父节点是祖父节点的左节点，但x是父节点的右节点，交换x和其父节点，且x变为其原父节点的父节点

if(par==gra.left && x==par.right) {

gra.left=x;

x.left=par;

x.parent=gra;

par.right= null;

par.parent=x;

insert5(par);

}//如果父节点是祖父节点的右节点，但是x是父节点的左节点，交换x和其父节点，且x变为祖父节点的右节点

else if(par==gra.right && x==par.left) {

gra.right=x;

x.right=par;

x.parent=gra;

par.left= null;

par.parent=x;

insert5(par);

}else{

insert5(x);//因为这个x节点有可能变为父节点了，所以要在insert5进行判断是否为变换后的父节点

}

}public voidinsert5(TreeNode x) {

TreeNode par= x.parent; //父节点

TreeNode gra = par.parent; //祖父节点

TreeNode ggra = gra.parent; //祖父节点的父节点

if(x==par.left) {

gra.left=par.right;

par.right=gra;

par.parent=ggra;

gra.parent=par;if(gra.left!=null) gra.left.parent = gra; //如果节点不为空更新父节点信息//ggra.left = par;

if(ggra==null) head =par;else{if(par.val>ggra.val) ggra.right =par;else ggra.left =par;

}

}else if(x==par.right) {//if(x.val==12) System.out.println("12的父节点的左节点："+par.left.val);

gra.right =par.left;

par.left=gra;

par.parent=ggra;

gra.parent=par;if(gra.right!=null) gra.right.parent = gra; //要更新父节点信息

if(ggra==null) head = par; //根节点要重新指向

else{if(par.val>ggra.val) ggra.right =par;else ggra.left =par;

}

}//颜色变化

gra.color =Color.RED;

par.color=Color.BLACK;

}//=======================================================================================================

public static voidmain(String[] args) {int[] arr = {5,3,1,7,9,6,15,12,14,13};

RBTree rbt= newRBTree();

rbt.init(arr);

rbt.printTree(rbt.head);

}//红黑树节点

private classTreeNode{

Color color=Color.RED;intval;

TreeNode left;

TreeNode right;

TreeNode parent;TreeNode(intvalue) {

val=value;

}

}//树节点枚举类

private enumColor{

RED,BLACK;

}

}