接上篇红黑树，插入和删除，更好的理解 ，在这篇文章中，我不会过多介绍理解部分，因为上篇文章已经说的差不多了。接下来我将基于C++来实现红黑树，同样的，欢迎大家在评论区提出疑问和指出错误！
首先，我们需要构建红黑树的结点类，这个类里面，要有key值，value值，结点的颜色，还要有指向左右子结点的结点类指针，最后加上指向父结点的结点类指针。我这里，将key值设为int类型，value值设为string类型，结点的颜色用bool类型表示，也就是true表示红色，false表示黑色。
class Node_RB {
public:
int m_key;
string m_value;
bool m_color;
Node_RB* m_left;
Node_RB* m_right;
Node_RB* m_parent;
Node_RB(int k, string v,bool c,Node_RB* l,Node_RB* r,Node_RB* p) {
m_key = k;
m_value = https://www.it610.com/article/v;
m_color = c;
m_left = l;
m_right = r;
m_parent = p;
}
};
接下来，就开始写我们的红黑树类了，这个类的成员变量和二叉树差不多，也有root根结点和表示结点数量的m_n。同时，我们知道，在插入和删除中，我们都会频繁用到左旋和右旋，所以，也提前写好这两个函数。注释部分我也参考了阿里P7大佬手撕红黑树全套教程，已经写的很详细了，也就不再过多赘述。
class RB_tree {
public:
Node_RB* root;
int m_n;
RB_tree() {
m_n = 0;
root = NULL;
}
/*左旋,以p为支点，注意，要记得考虑p的父节点，要加上p的父节点怎么连
ppr
/\/\
pl pr=>prr
/\/\
rl rrpl rl
*/
void left_rotate(Node_RB* p) {
// temp = pr;
p的右结点 = rl；rl的父节点设成p； pr的父节点 = p的父节点；p的父节点连pr； p的父节点 = pr； pr的左结点 = p；
Node_RB* temp = p->m_right;
//就是pr
p->m_right = temp->m_left;
if (p->m_right != NULL) {
//假如rl不是空，那就要设置rl的父节点为p
p->m_right->m_parent = p;
}
temp->m_parent = p->m_parent;
//p是它父节点的左结点还是右节点，或者它就是root
if (p->m_parent == NULL) {
//p是根节点
root = temp;
}
else if (p->m_parent->m_left == p) {
//p是左结点
p->m_parent->m_left = temp;
}
else if (p->m_parent->m_right == p) {
//p是右节点
p->m_parent->m_right = temp;
}
p->m_parent = temp;
temp->m_left = p;
} /*右旋 以p为支点
ppl
/\/\
plpr=>rlp
/\/\
rlrrrr pr */
void right_rotate(Node_RB* p) {
Node_RB* temp = p->m_left;
//pl
p->m_left = temp->m_right;
if (p->m_left != NULL) {
p->m_left->m_parent = p;
}temp->m_parent = p->m_parent;
if (p->m_parent == NULL) {
root = temp;
}
else if (p->m_parent->m_left == p) {
p->m_parent->m_left = temp;
}
else if (p->m_parent->m_right == p) {
p->m_parent->m_right = temp;
}temp->m_right = p;
p->m_parent = temp;
}
}开始我们最重要的两部分之一了：插入
回顾一下上一篇我总结的：
1.空树：作为根节点，变为黑色false
2.存在已有的key，换值即可
3.父节点为黑色结点：直接添加即可，无需改变
前三种情况已经处理好了，adjust函数处理后面的情况
4.父节点为红色：（那爷爷结点一定是黑色了，同时叔叔结点要么没有，要么就是红色，如果叔叔结点为黑色，那就不平衡了，叔叔那边深度就会大）
1.叔叔结点不存在
插入结点和父节点在同一侧
都在左侧，以爷爷节点为支点右旋，然后父节点改为黑色，爷爷结点改为红色
都在右侧，以爷爷节点为支点左旋，变色同上
插入结点和父节点不在同一侧
父节点在左侧，以父节点为支点左旋，转换为上面同一侧的情况,这里改颜色的是自己和爷爷，要注意的是，旋转后，谁是父节点，谁是爷爷结点
父节点在右侧，以父节点为支点右旋，转换为上面同一侧的情况
2.叔叔结点为红色，这种情况有可能就要从下往上迭代了，因为这让爷爷结点变红了，就可能出现爷爷的父节点也是红色
只需要变色，爷爷结点变红，父节点和叔叔结点变黑
void put(int k, string v) {
Node_RB* n = root;
Node_RB* np = root;
if (n == NULL) {
//空树插入第一个结点
root = new Node_RB(k, v, false, NULL, NULL, NULL);
m_n = 1;
return;
}
//先找一下这个结点在哪
while (n != NULL) {
np = n;
//记录父节点
if (n->m_key == k) {
//存在已有的key，直接换值即可
n->m_value = https://www.it610.com/article/v;
return;
}
else if (k < n->m_key) {
n = n->m_left;
}
else {
n = n->m_right;
}
}
//先让这个插入结点的父节点指对，指向np
Node_RB* n_new = new Node_RB(k, v, true, NULL, NULL, np);
//判断这个结点是在np的左边还是右边
if (k < np->m_key) {
np->m_left = n_new;
}
else {
np->m_right = n_new;
}
//判断父节点是不是黑的
if (np->m_color == false) {
m_n++;
return;
}
else {
adjust(n_new);
m_n++;
return;
}
}void adjust(Node_RB* n) {
//循环，n的父节点不是黑结点，这个主要是为了叔叔结点是红色这一种情况,而且循环到n自己就是根结点就可以退出循环了
while (n != root && n->m_parent->m_color != false) {
if (n->m_parent->m_parent->m_left == n->m_parent) {
//父节点是爷爷结点的左结点，那就考虑叔叔结点有无，没有的话，考虑插入节点和父节点在不在同一侧
if (n->m_parent->m_parent->m_right == NULL) {
//没有叔叔结点
if (n->m_parent->m_left == n) {
//插入结点和父节点都是左节点,最好先变色，再旋转，不然旋转完，就不太好分清谁是父节点谁是插入结点了
n->m_parent->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
right_rotate(n->m_parent->m_parent);
//这里n->parent颜色是黑色的了，就会退出循环
}
else {
//插入结点和父节点不在同一侧
n->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
left_rotate(n->m_parent);
//这里原来的父结点已经变成插入结点的左子结点了，所以接下来要右旋，是要以原来的爷爷结点为支点
//也就是现在这个n的父节点
right_rotate(n->m_parent);
n = n->m_left;
//这一步是为了退出循环，这样n的父节点（其实就是原来的n）就是黑色的了
}
}
else {
//叔叔结点为红色
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
n->m_parent->m_parent->m_right->m_color = false;
n->m_parent->m_color = false;
//以爷爷为插入结点进行新一轮循环，或递归，假如爷爷的父节点是红的，就会继续循环，否则就会退出循环
n = n->m_parent->m_parent;
}
}
else {
//父节点是右节点
if (n->m_parent->m_parent->m_left == NULL) {
//没有叔叔结点
if (n->m_parent->m_right == n) {
//和父节点一样在右侧
n->m_parent->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
left_rotate(n->m_parent->m_parent);
}
else {
//不在同一侧
n->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
right_rotate(n->m_parent);
left_rotate(n->m_parent);
n = n->m_right;
}
}
else {
//叔叔结点为红色
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
n->m_parent->m_parent->m_left->m_color = false;
n->m_parent->m_color = false;
n = n->m_parent->m_parent;
}
}
}
//循环完了要记得把root设成黑色
root->m_color = false;
}最后是比较麻烦的删除
同样的，回顾一下上一篇总结的思路
【c++|红黑树，插入和删除，基于C++的实现】删除结点，总共三种情况
1.删除结点有两个子结点
这种情况都会转换，通过找它的后继（或者前驱）结点，然后把后继结点的key和value替换掉删除结点，最后将问题转换为删除后继结点即可
并且，后继结点要么就是叶节点，要么就是只有一个子结点
2.删除结点只有一个子结点
这种情况也很简单，只会出现一种情况，就是结点为黑，有一个红色的子结点，如果是后继结点，那只可能是右子结点
因为其他情况，在平衡时不存在，红红不行，黑黑，红黑都会导致左右不平衡
让子结点代替要删掉的结点，并把颜色换成黑色即可
3.删除结点是叶节点
这种情况分两种，红色还是黑色
1.红色，直接删除
2.黑色，很麻烦，再写一个函数来专门处理这种情况
//这个函数用来找到这个key的结点
Node_RB* find(int k) {
Node_RB* n = root;
if (n == NULL) {
cout << "no key" << endl;
return n;
}while (n != NULL) {
if (k < n->m_key) {
n = n->m_left;
}
else if (k > n->m_key) {
n = n->m_right;
}
else {
return n;
}
}
cout << " no key!"<m_right != NULL) {
//先看看有没有右子树，当前情况是一定有的
n = n->m_right;
//然后循环找最左边的点
while (n->m_left != NULL) {
n = n->m_left;
}
return n;
//找到了这个最左边的点，返回
}
else {
//没有右边子树,要是根结点，就不用找了，否则就要往上找了
//就是当n是父节点的左结点时，就说明这个父节点就是所需要的后继结点
while (n != NULL && n == n->m_parent->m_right) {
n = n->m_parent;
}
return n->m_parent;
}
}//删除结点，并返回此结点的value
string delete_node(int k) {
Node_RB* n = find(k);
if (n != NULL) {
//找到了要删除的结点
if (n->m_left != NULL && n->m_right != NULL) {
//这个结点有两个子结点,所以先找到它的后继结点,让后继结点的key和value覆盖掉原来n的
//将问题转换为删除后继结点，只有一个子结点或者没有子结点
Node_RB* n_back = back_node(n);
n->m_key = n_back->m_key;
string temp = n->m_value;
n->m_value = https://www.it610.com/article/n_back->m_value;
n_back->m_value = https://www.it610.com/article/temp;
n = n_back;
}//判断这个结点是不是只有一个子结点，并且上面一个if已经把有两个子结点的情况去除掉了
if (n->m_left != NULL || n->m_right != NULL) {
Node_RB* ns = NULL;
if (n->m_left != NULL) {
//有左红子结点,让子结点代替删除结点n
ns = n->m_left;
}
else {
//有右红子结点
ns = n->m_right;
}ns->m_parent = n->m_parent;
if (n->m_parent == NULL) {
//n就是root
root = ns;
}
else if (n == n->m_parent->m_left) {
//n是左结点
n->m_parent->m_left = ns;
}
else {
//n是右结点
n->m_parent->m_right = ns;
}ns->m_color = false;
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
else if (n->m_parent == NULL) {
//n就是root，并且没有子结点
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
else {
//n是叶节点
if (n->m_color == true) {
//假如是红结点，那直接删除即可
if (n->m_parent->m_left == n) {
n->m_parent->m_left = NULL;
}
else {
n->m_parent->m_right = NULL;
}
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
else {
//最麻烦的情况，黑色的叶节点，再写一个函数来平衡
//这种情况就是先调整平衡,再删除
balance_bnode(n);
//调整完后，再同样地删除
if (n->m_parent->m_left == n) {
n->m_parent->m_left = NULL;
}
else {
n->m_parent->m_right = NULL;
}
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
}}
else {
return "no key!";
}
} 下面要单独处理删除结点事黑色叶节点情况的函数
我会基于这个思路：
总的来说，因为删了黑色的，所以肯定就会不平衡了,这里通过找兄弟结点借来平衡,并且因为是黑色叶结点，所以肯定会有兄弟结点的。
意思就是，假设，这个结点是要被删掉的左黑叶结点，那就需要通过左旋，让父节点下来代替它（不管父节点原来什么颜色，都变成它的颜色——黑），同时，兄弟结点（黑）上来代替父亲（变成父亲原来的颜色），并且，兄弟结点的右子红结点变黑维持平衡。
其他情况都会转换成这种情况
但要是兄弟结点也是黑色叶子结点，那就是兄弟结点没有红色子结点，也就是没得借了
要注意的是，这里的兄弟，指的是2-3-4树里的兄弟，所以红黑树里的红色的兄弟结点，是不对的，要通过旋转，让这个红色兄弟的黑子结点变成删除结点的兄弟结点，具体见上一篇
0.兄弟结点是红色，通过旋转，变色，让兄弟结点是黑色
1.兄弟结点可以借，就是有红色的子结点
1.兄黑，子两红
2.兄黑，子左红
3.兄黑，子右红
2.兄弟结点没得借，就是兄弟结点是黑色叶节点
1.父结点是红色，那直接父节点换成黑色，兄结点换成红色即可
2.父节点是黑色，这个就麻烦了，不可避免的子树黑色深度要减1，就需要循环或递归，一层层往上直到根结点不断变色
void balance_bnode(Node_RB* n) {
//这里应该不用担心形参改变会影响实参，这是值传递,虽然这个while循环里有改变n
while (n != root) {
//先分是左节点还是右节点
if (n->m_parent->m_left == n) {
//n是左结点
//先找到兄弟结点
Node_RB* nb = n->m_parent->m_right;
//判断它是不是红的，是红的就要经过操作让它的子黑结点，变成新的兄弟结点
if (nb->m_color == true) {
nb->m_color = false;
nb->m_parent->m_color = true;
left_rotate(nb->m_parent);
//设置新的兄弟结点
nb = n->m_parent->m_right;
}
//找到兄弟结点之后，就该判断它有没有子结点了，也就是能不能借了
if (nb->m_left == NULL && nb->m_right == NULL) {
//兄弟结点也是黑色叶子结点，不能借
//不管哪种情况，兄弟结点都是变成红色
nb->m_color = true;
if (n->m_parent->m_color == true) {
//1.父节点是红色
n->m_parent->m_color = false;
n = root;
//这是为了退出循环
}
else {
//2.父节点是黑色
//那就需要以父结点变成n再循环一次了,当然，假如父节点就是根节点，那就不用循环了
n = n->m_parent;
}
}
else {
//兄弟结点有子结点，可以借，那就将情况全部变为有右子红的情况（子两红属于有右子红）
if (nb->m_right == NULL) {
//兄弟结点没有右子结点，只有左子结点,那就需要通过右旋，让它有右子结点
nb->m_color = true;
nb->m_left->m_color = false;
right_rotate(nb);
//现在nb变成那个右红子结点了，让它的父节点变成新的兄弟结点
nb = nb->m_parent;
}
//现在情况已经是有右子红了，需要将，即将代替父节点的兄弟结点换成父节点的颜色，
//即将代替删除结点n的父节点换成n的颜色,黑
//兄弟结点的右子红会上去，就要变成黑色来保持平衡
nb->m_color = nb->m_parent->m_color;
nb->m_parent->m_color = false;
nb->m_right->m_color = false;
//然后以父节点左旋
left_rotate(n->m_parent);
n = root;
//为了退出循环
}
}
else {
//n是右结点
//先找到兄弟结点
Node_RB* nb = n->m_parent->m_left;
//判断它是不是红的，是红的就要经过操作让它的子黑结点，变成新的兄弟结点
if (nb->m_color == true) {
nb->m_color = false;
nb->m_parent->m_color = true;
right_rotate(nb->m_parent);
//设置新的兄弟结点
nb = n->m_parent->m_left;
}
//找到兄弟结点之后，就该判断它有没有子结点了，也就是能不能借了
if (nb->m_left == NULL && nb->m_right == NULL) {
//兄弟结点也是黑色叶子结点，不能借
//不管哪种情况，兄弟结点都是变成红色
nb->m_color = true;
if (n->m_parent->m_color == true) {
//1.父节点是红色
n->m_parent->m_color = false;
n = root;
//这是为了退出循环
}
else {
//2.父节点是黑色
//那就需要以父结点变成n再循环一次了,当然，假如父节点就是根节点，那就不用循环了
n = n->m_parent;
}
}
else {
//兄弟结点有子结点，可以借，那就将情况全部变为有左子红的情况（子两红属于有左子红）
if (nb->m_left == NULL) {
//兄弟结点没有左子结点，只有右子结点,那就需要通过左旋，让它有左子结点
nb->m_color = true;
nb->m_right->m_color = false;
left_rotate(nb);
//现在nb变成那个左红子结点了，让它的父节点变成新的兄弟结点
nb = nb->m_parent;
}
//现在情况已经是有左子红了，需要将，即将代替父节点的兄弟结点换成父节点的颜色，
//即将代替删除结点n的父节点换成n的颜色,黑
//兄弟结点的左子红会上去，就要变成黑色来保持平衡
nb->m_color = nb->m_parent->m_color;
nb->m_parent->m_color = false;
nb->m_left->m_color = false;
//然后以父节点you旋
right_rotate(n->m_parent);
n = root;
//为了退出循环}
}
}
}现在红黑树的插入和删除代码已经写完了，我们来测试一下。
我用前序遍历输出一下这棵树，同时包括每个结点的颜色
void pre_print() {
queue q1;
queue q2;
pre_print(root,q1,q2);
int cnt = q1.size();
for (int i = 0;
i < cnt;
i++) {
cout << q1.front()<<"+"< &q1, queue &q2) {
if (n == NULL) {
return;
}
q1.push(n->m_key);
q2.push(n->m_color);
if (n->m_left!= NULL) {
pre_print(n->m_left,q1,q2);
}
if (n->m_right != NULL) {
pre_print(n->m_right, q1,q2);
}
return;
} 测试一下，我依次输入5，1，8，18，6，13，5，9，2，输出一次，接着删掉6再输出一次
void test01() {
RB_tree rb;
rb.put(5, "5");
rb.put(1, "1");
rb.put(8, "8");
rb.put(18, "18");
rb.put(6, "6");
rb.put(13, "13");
rb.put(5, "100");
rb.put(9, "9");
rb.put(2, "2");
cout << rb.get_size()<输出结果（前序遍历）：
文章图片
在红黑树生成网站生成的结果：红黑树
插入：
文章图片
删除key为6的结点：
文章图片
结果符合预期。
最后的最后，如果大家有什么疑问或者发现了错误，欢迎评论区互动，希望这篇文章对大家有所帮助！
完整代码如下：
#include
#include
using namespace std;
#includeclass Node_RB {
public:
int m_key;
string m_value;
bool m_color;
Node_RB* m_left;
Node_RB* m_right;
Node_RB* m_parent;
Node_RB(int k, string v,bool c,Node_RB* l,Node_RB* r,Node_RB* p) {
m_key = k;
m_value = https://www.it610.com/article/v;
m_color = c;
m_left = l;
m_right = r;
m_parent = p;
}
};
class RB_tree {
public:
Node_RB* root;
int m_n;
RB_tree() {
m_n = 0;
root = NULL;
} void left_rotate(Node_RB* p) {
// temp = pr;
p的右结点 = rl；rl的父节点设成p； pr的父节点 = p的父节点；p的父节点连pr； p的父节点 = pr； pr的左结点 = p；
Node_RB* temp = p->m_right;
//就是pr
p->m_right = temp->m_left;
if (p->m_right != NULL) {
//假如rl不是空，那就要设置rl的父节点为p
p->m_right->m_parent = p;
}
temp->m_parent = p->m_parent;
//p是它父节点的左结点还是右节点，或者它就是root
if (p->m_parent == NULL) {
//p是根节点
root = temp;
}
else if (p->m_parent->m_left == p) {
//p是左结点
p->m_parent->m_left = temp;
}
else if (p->m_parent->m_right == p) {
//p是右节点
p->m_parent->m_right = temp;
}
p->m_parent = temp;
temp->m_left = p;
}
void right_rotate(Node_RB* p) {
Node_RB* temp = p->m_left;
//pl
p->m_left = temp->m_right;
if (p->m_left != NULL) {
p->m_left->m_parent = p;
}temp->m_parent = p->m_parent;
if (p->m_parent == NULL) {
root = temp;
}
else if (p->m_parent->m_left == p) {
p->m_parent->m_left = temp;
}
else if (p->m_parent->m_right == p) {
p->m_parent->m_right = temp;
}temp->m_right = p;
p->m_parent = temp;
} bool get_color(Node_RB* n) {
return n == NULL ? false : n->m_color;
} int get_size() {
return m_n;
}
void put(int k, string v) {
Node_RB* n = root;
Node_RB* np = root;
if (n == NULL) {
//空树插入第一个结点
root = new Node_RB(k, v, false, NULL, NULL, NULL);
m_n = 1;
return;
}
//先找一下这个结点在哪
while (n != NULL) {
np = n;
//记录父节点
if (n->m_key == k) {
//存在已有的key，直接换值即可
n->m_value = https://www.it610.com/article/v;
return;
}
else if (k < n->m_key) {
n = n->m_left;
}
else {
n = n->m_right;
}
}
//先让这个插入结点的父节点指对，指向np
Node_RB* n_new = new Node_RB(k, v, true, NULL, NULL, np);
//判断这个结点是在np的左边还是右边
if (k < np->m_key) {
np->m_left = n_new;
}
else {
np->m_right = n_new;
}
//判断父节点是不是黑的
if (np->m_color == false) {
m_n++;
return;
}
else {
adjust(n_new);
m_n++;
return;
} }
void adjust(Node_RB* n) {
//循环，n的父节点不是黑结点，这个主要是为了叔叔结点是红色这一种情况,而且循环到n自己就是根结点就可以退出循环了
while (n != root && n->m_parent->m_color != false) {
if (n->m_parent->m_parent->m_left == n->m_parent) {
//父节点是爷爷结点的左结点，那就考虑叔叔结点有无，没有的话，考虑插入节点和父节点在不在同一侧
if (n->m_parent->m_parent->m_right == NULL) {
//没有叔叔结点
if (n->m_parent->m_left == n) {
//插入结点和父节点都是左节点,最好先变色，再旋转，不然旋转完，就不太好分清谁是父节点谁是插入结点了
n->m_parent->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
right_rotate(n->m_parent->m_parent);
//这里n->parent颜色是黑色的了，就会退出循环
}
else {
//插入结点和父节点不在同一侧
n->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
left_rotate(n->m_parent);
//这里原来的父结点已经变成插入结点的左子结点了，所以接下来要右旋，是要以原来的爷爷结点为支点
//也就是现在这个n的父节点
right_rotate(n->m_parent);
n = n->m_left;
//这一步是为了退出循环，这样n的父节点（其实就是原来的n）就是黑色的了
}
}
else {
//叔叔结点为红色
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
n->m_parent->m_parent->m_right->m_color = false;
n->m_parent->m_color = false;
//以爷爷为插入结点进行新一轮循环，或递归，假如爷爷的父节点是红的，就会继续循环，否则就会退出循环
n = n->m_parent->m_parent;
}
}
else {
//父节点是右节点
if (n->m_parent->m_parent->m_left == NULL) {
//没有叔叔结点
if (n->m_parent->m_right == n) {
//和父节点一样在右侧
n->m_parent->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
left_rotate(n->m_parent->m_parent);
}
else {
//不在同一侧
n->m_color = false;
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
right_rotate(n->m_parent);
left_rotate(n->m_parent);
n = n->m_right;
}
}
else {
//叔叔结点为红色
n->m_parent->m_parent->m_color = true;
n->m_parent->m_parent->m_left->m_color = false;
n->m_parent->m_color = false;
n = n->m_parent->m_parent;
}
}
}
//循环完了要记得把root设成黑色
root->m_color = false;
} void pre_print() {
queue q1;
queue q2;
pre_print(root,q1,q2);
int cnt = q1.size();
for (int i = 0;
i < cnt;
i++) {
cout << q1.front()<<"+"< &q1, queue &q2) {
if (n == NULL) {
return;
}
q1.push(n->m_key);
q2.push(n->m_color);
if (n->m_left!= NULL) {
pre_print(n->m_left,q1,q2);
}
if (n->m_right != NULL) {
pre_print(n->m_right, q1,q2);
}
return;
}
/*void find(int k) {
find(root,k);
}*/ Node_RB* find(int k) {
Node_RB* n = root;
if (n == NULL) {
cout << "no key" << endl;
return n;
}while (n != NULL) {
if (k < n->m_key) {
n = n->m_left;
}
else if (k > n->m_key) {
n = n->m_right;
}
else {
return n;
}
}
cout << " no key!"<m_left != NULL && n->m_right != NULL) {
//这个结点有两个子结点,所以先找到它的后继结点,让后继结点的key和value覆盖掉原来n的
//将问题转换为删除后继结点，只有一个子结点或者没有子结点
Node_RB* n_back = back_node(n);
n->m_key = n_back->m_key;
string temp = n->m_value;
n->m_value = https://www.it610.com/article/n_back->m_value;
n_back->m_value = https://www.it610.com/article/temp;
n = n_back;
}//判断这个结点是不是只有一个子结点，并且上面一个if已经把有两个子结点的情况去除掉了
if (n->m_left != NULL || n->m_right != NULL) {
Node_RB* ns = NULL;
if (n->m_left != NULL) {
//有左红子结点,让子结点代替删除结点n
ns = n->m_left;
}
else {
//有右红子结点
ns = n->m_right;
}ns->m_parent = n->m_parent;
if (n->m_parent == NULL) {
//n就是root
root = ns;
}
else if (n == n->m_parent->m_left) {
//n是左结点
n->m_parent->m_left = ns;
}
else {
//n是右结点
n->m_parent->m_right = ns;
}ns->m_color = false;
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
else if (n->m_parent == NULL) {
//n就是root，并且没有子结点
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
else {
//n是叶节点
if (n->m_color == true) {
//假如是红结点，那直接删除即可
if (n->m_parent->m_left == n) {
n->m_parent->m_left = NULL;
}
else {
n->m_parent->m_right = NULL;
}
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
else {
//最麻烦的情况，黑色的叶节点，再写一个函数来平衡
//这种情况就是先调整平衡,再删除
balance_bnode(n);
//调整完后，再同样地删除
if (n->m_parent->m_left == n) {
n->m_parent->m_left = NULL;
}
else {
n->m_parent->m_right = NULL;
}
string old_value = https://www.it610.com/article/n->m_value;
delete n;
m_n--;
return old_value;
}
}}
else {
return "no key!";
}
} void balance_bnode(Node_RB* n) {
//这里应该不用担心形参改变会影响实参，这是值传递,虽然这个while循环里有改变n
while (n != root) {
//先分是左节点还是右节点
if (n->m_parent->m_left == n) {
//n是左结点
//先找到兄弟结点
Node_RB* nb = n->m_parent->m_right;
//判断它是不是红的，是红的就要经过操作让它的子黑结点，变成新的兄弟结点
if (nb->m_color == true) {
nb->m_color = false;
nb->m_parent->m_color = true;
left_rotate(nb->m_parent);
//设置新的兄弟结点
nb = n->m_parent->m_right;
}
//找到兄弟结点之后，就该判断它有没有子结点了，也就是能不能借了
if (nb->m_left == NULL && nb->m_right == NULL) {
//兄弟结点也是黑色叶子结点，不能借
//不管哪种情况，兄弟结点都是变成红色
nb->m_color = true;
if (n->m_parent->m_color == true) {
//1.父节点是红色
n->m_parent->m_color = false;
n = root;
//这是为了退出循环
}
else {
//2.父节点是黑色
//那就需要以父结点变成n再循环一次了,当然，假如父节点就是根节点，那就不用循环了
n = n->m_parent;
}
}
else {
//兄弟结点有子结点，可以借，那就将情况全部变为有右子红的情况（子两红属于有右子红）
if (nb->m_right == NULL) {
//兄弟结点没有右子结点，只有左子结点,那就需要通过右旋，让它有右子结点
nb->m_color = true;
nb->m_left->m_color = false;
right_rotate(nb);
//现在nb变成那个右红子结点了，让它的父节点变成新的兄弟结点
nb = nb->m_parent;
}
//现在情况已经是有右子红了，需要将，即将代替父节点的兄弟结点换成父节点的颜色，
//即将代替删除结点n的父节点换成n的颜色,黑
//兄弟结点的右子红会上去，就要变成黑色来保持平衡
nb->m_color = nb->m_parent->m_color;
nb->m_parent->m_color = false;
nb->m_right->m_color = false;
//然后以父节点左旋
left_rotate(n->m_parent);
n = root;
//为了退出循环
}
}
else {
//n是右结点
//先找到兄弟结点
Node_RB* nb = n->m_parent->m_left;
//判断它是不是红的，是红的就要经过操作让它的子黑结点，变成新的兄弟结点
if (nb->m_color == true) {
nb->m_color = false;
nb->m_parent->m_color = true;
right_rotate(nb->m_parent);
//设置新的兄弟结点
nb = n->m_parent->m_left;
}
//找到兄弟结点之后，就该判断它有没有子结点了，也就是能不能借了
if (nb->m_left == NULL && nb->m_right == NULL) {
//兄弟结点也是黑色叶子结点，不能借
//不管哪种情况，兄弟结点都是变成红色
nb->m_color = true;
if (n->m_parent->m_color == true) {
//1.父节点是红色
n->m_parent->m_color = false;
n = root;
//这是为了退出循环
}
else {
//2.父节点是黑色
//那就需要以父结点变成n再循环一次了,当然，假如父节点就是根节点，那就不用循环了
n = n->m_parent;
}
}
else {
//兄弟结点有子结点，可以借，那就将情况全部变为有左子红的情况（子两红属于有左子红）
if (nb->m_left == NULL) {
//兄弟结点没有左子结点，只有右子结点,那就需要通过左旋，让它有左子结点
nb->m_color = true;
nb->m_right->m_color = false;
left_rotate(nb);
//现在nb变成那个左红子结点了，让它的父节点变成新的兄弟结点
nb = nb->m_parent;
}
//现在情况已经是有左子红了，需要将，即将代替父节点的兄弟结点换成父节点的颜色，
//即将代替删除结点n的父节点换成n的颜色,黑
//兄弟结点的左子红会上去，就要变成黑色来保持平衡
nb->m_color = nb->m_parent->m_color;
nb->m_parent->m_color = false;
nb->m_left->m_color = false;
//然后以父节点you旋
right_rotate(n->m_parent);
n = root;
//为了退出循环}
}
}
} Node_RB* back_node(Node_RB* n) {
if (n == NULL) {
return NULL;
}
else if (n->m_right != NULL) {
//先看看有没有右子树，当前情况是一定有的
n = n->m_right;
//然后循环找最左边的点
while (n->m_left != NULL) {
n = n->m_left;
}
return n;
//找到了这个最左边的点，返回
}
else {
//没有右边子树,要是根结点，就不用找了，否则就要往上找了
//就是当n是父节点的左结点时，就说明这个父节点就是所需要的后继结点
while (n != NULL && n == n->m_parent->m_right) {
n = n->m_parent;
}
return n->m_parent;
}
}};
void test01() {
RB_tree rb;
rb.put(5, "5");
rb.put(1, "1");
rb.put(8, "8");
rb.put(18, "18");
rb.put(6, "6");
rb.put(13, "13");
rb.put(5, "100");
rb.put(9, "9");
rb.put(2, "2");
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