红黑树的插入操作可以分为以下几步:
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每个节点要么是黑色,要么是红色。
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将新节点插入到红黑树中,颜色为红色。
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如果新节点的父节点是黑色的,那么不需要做任何修正,直接退出。
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如果新节点的父节点是红色的,那么需要进行修正。根据新节点的叔叔节点的颜色,分为以下三种情况:
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叔叔节点为红色,父节点和叔叔节点都变为黑色,祖父节点变为红色,然后以祖父节点为当前节点,递归向上进行修正。
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叔叔节点为黑色,且新节点是其父节点的右子节点,将新节点的父节点作为当前节点进行左旋转,然后以新节点为当前节点进行右旋转,修正结束。
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叔叔节点为黑色,且新节点是其父节点的左子节点,将新节点的父节点作为当前节点进行右旋转,然后以新节点的祖父节点为当前节点进行左旋转,修正结束。
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研小能来回答这个问题。
红黑树是一种自平衡二叉查找树,它在插入和删除节点时能够保持树的平衡,从而保证查找、插入和删除操作的时间复杂度都是 O(log n)。
红黑树的节点有颜色属性,可以是红色或黑色。一棵红黑树必须满足以下五个性质:
- 每个节点要么是黑色,要么是红色。
- 根节点是黑色。
- 每个叶子节点(NIL节点,空节点)是黑色的。
- 如果一个节点是红色的,则它的两个子节点都是黑色的。
- 对于每个节点,从该节点到其所有后代叶子节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点。
红黑树的插入操作可以分为以下几步:
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每个节点要么是黑色,要么是红色。
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将新节点插入到红黑树中,颜色为红色。
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如果新节点的父节点是黑色的,那么不需要做任何修正,直接退出。
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如果新节点的父节点是红色的,那么需要进行修正。根据新节点的叔叔节点的颜色,分为以下三种情况:
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叔叔节点为红色,父节点和叔叔节点都变为黑色,祖父节点变为红色,然后以祖父节点为当前节点,递归向上进行修正。
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叔叔节点为黑色,且新节点是其父节点的右子节点,将新节点的父节点作为当前节点进行左旋转,然后以新节点为当前节点进行右旋转,修正结束。
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叔叔节点为黑色,且新节点是其父节点的左子节点,将新节点的父节点作为当前节点进行右旋转,然后以新节点的祖父节点为当前节点进行左旋转,修正结束。
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插入操作完成后,将根节点的颜色设置为黑色。
红黑树的删除操作可以分为以下几步:
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如果要删除的节点只有一个子节点或没有子节点,直接将该节点删除,并将其子节点与其父节点相连即可。
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如果要删除的节点有两个子节点,那么需要找到该节点的后继节点(即右子树中最小的节点),将后继节点的值复制到要删除的节点中,然后将后继节点删除。这时要删除的节点只有一个子节点或没有子节点,可按照第一步进行删除。
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如果要删除的节点是红色的,那么直接删除即可。
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如果要删除的节点是黑色的,那么需要进行修正。根据要删除的节点是否是其父节点的左子节点或右子节点,分为以下两种情况:
- 要删除的节点是左子节点,那么将其兄弟节点作为当前节点进行修正。如果兄弟节点是红色的,将兄弟节点的颜色变为黑色,父节点的颜色变为红色,然后以父节点为当前节点进行左旋转;如果兄弟节点是黑色的,且兄弟节点的两个子节点都是黑色的,将兄弟节点的颜色变为红色,然后以父节点为当前节点进行修正;如果兄弟节点是黑色的,且兄弟节点的左子节点是红色的,右子节点是黑色的,将兄弟节点的左子节点变为黑色,兄弟节点的颜色变为红色,然后以