【数据结构与算法之美】红黑树左右旋转加颜色翻转代码实现

1.图示

在红黑树添加元素的时候 一共三种情况。

1. 左旋转
2. 右旋转
3. 颜色翻转

2.代码实操

public class RBTree {

    private static final boolean RED = true;
    private static final boolean BLACK = false;

    private class Node{
        public K key;
        public V value;
        public Node left, right;
        public boolean color;

        public Node(K key, V value){
            this.key = key;
            this.value = value;
            left = null;
            right = null;
            color = RED;
        }
    }

    // 判断节点node的颜色
    private boolean isRed(Node node){
        if(node == null)
            return BLACK;
        return node.color;
    }

    //   node                     x
    //  /        左旋转         /  
    // T1   x   --------->   node   T3
    //     /               /   
    //    T2 T3            T1   T2
    private Node leftRotate(Node node){

        Node x = node.right;

        // 左旋转
        node.right = x.left;
        x.left = node;

        x.color = node.color;
        node.color = RED;

        return x;
    }

    //     node                   x
    //    /        右旋转       /  
    //   x    T2   ------->   y   node
    //  /                        /  
    // y  T1                     T1  T2
    private Node rightRotate(Node node){

        Node x = node.left;

        // 右旋转
        node.left = x.right;
        x.right = node;

        x.color = node.color;
        node.color = RED;

        return x;
    }

    // 颜色翻转
    private void flipColors(Node node){

        node.color = RED;
        node.left.color = BLACK;
        node.right.color = BLACK;
    }

    // 向红黑树中添加新的元素(key, value)
    public void add(K key, V value){
        root = add(root, key, value);
        root.color = BLACK; // 最终根节点为黑色节点
    }

    // 向以node为根的红黑树中插入元素(key, value)，递归算法
    // 返回插入新节点后红黑树的根
    private Node add(Node node, K key, V value){

        if(node == null){
            size ++;
            return new Node(key, value); // 默认插入红色节点
        }

        if(key.compareTo(node.key) < 0)
            node.left = add(node.left, key, value);
        else if(key.compareTo(node.key) > 0)
            node.right = add(node.right, key, value);
        else // key.compareTo(node.key) == 0
            node.value = value;
		//右子节点是红色 并且左子节点不是红色  进行左旋转
        if (isRed(node.right) && !isRed(node.left))
            node = leftRotate(node);
		//左子节点和左子子节点都是红色 进行又旋转
        if (isRed(node.left) && isRed(node.left.left))
            node = rightRotate(node);
		//左右节点都是红色  进行颜色翻转
        if (isRed(node.left) && isRed(node.right))
            flipColors(node);

        return node;
    }