C++模板元编程中RB树实现的深入解析-优快云博客

本文详细介绍了如何使用C++模板元编程实现红黑树（RB Tree），包括节点定义、插入、删除等核心操作，以及内部维护平衡的策略。通过实例演示了如何在编译期构建和操作复杂的数据结构。
摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >
#ifndef RB_H_
#define RB_H_

#include <cstdlib>
#include <queue>
template<class T> class RB;

template<typename T>
class Node
{
	friend RB<T>;
private:
	Node() :zuo(0), you(0),data(0){}
	Node(T *&s):data(s),zuo(0),you(0){}
	~Node(){ delete data; }
	Node *zuo;
	Node *you;
	T *data;
	
};


template<typename T>
class RB
{
public:
	RB() :m_root(0),count(0){}
	~RB()
	{
		deleteAll();
	}
	void deleteAll()
	{
		queue<Node<T>*>s;
		s.push(m_root);
		while (m_root != NULL || !s.empty())
		{
			m_root = s.front();
			if (m_root->zuo)
				s.push(m_root->zuo);
			if (m_root->you)
				s.push(m_root->you);
			m_root = s.front();
			s.pop();
			delete m_root;
			m_root = NULL;
			cout << "11" << endl;
		}
		m_root = NULL;
	}
	RB(T* data) :m_root(new Node<T>(data)){}
	bool insert(T *data);
	void Deleteone(T &data);
	int GetConut(){ return count; }
	
	void print()
	{
		if (m_root)
			devis(m_root,1);
	}
private:
	int count;
	Node<T> *finmax(Node<T> *t)
	{
		if (t == NULL)
			return NULL;
		while (t->you != NULL)
			t = t->you;
		return t;
	}
	void remove(Node<T> *t)
	{
		if (t == NULL)
			return;
		Node<T> * q = t;
		while (t->you)
		{
			q = t;
			t = t->you;
		}
		
			if (t->zuo)
			{
				q->you = t->zuo;
				delete t;
			}
			else
			{
				q->you = NULL;
				delete t;
			}
			 
		

	}
	void Dele(Node<T> *root, T &data)
	{
		Node<T> *q = root;
		while (root)
		{
			if (data < *root->data)
			{
				q = root;
				root = root->zuo;
			}
			else if (data>*root->data)
			{
				q = root;
				root=root->you;
			}
			else
			{
				Node<T> *temp = 0;
				int ii ;
				if (root->zuo)
				{
					for (temp = root->zuo,q=root,ii=0; temp->you;q=temp, temp = temp->you,ii++){}
					*root->data = *temp->data;
					if (!ii)
					{
						root->zuo = temp->zuo;
						delete temp;
						count--;
						return;
					}
						q->you = temp->zuo;
						delete temp;
						count--;
						return;
				
				}
				if (root->you)
				{
					for (temp = root->you, q = root,ii=0; temp->zuo; q = temp, temp = temp->zuo,ii++){}
					*root->data = *temp->data;
					if (!ii)
					{
						root->you = temp->you;
						delete temp;
						count--;
						return;
					}
						q->zuo = temp->you;
						delete temp;
						count--;
						return;
				
				}
				else
				{
					if (q == root)
					{
						delete m_root;
						m_root = NULL;
						count--;
						return;
					}
					else if (q->you == root)
					{
						q->you = NULL;
						delete root;
						count--;
						return;
					}
					else
					{
						q->zuo = NULL;
						delete root;
						count--;
						return;
					}
				}



			}
		}
	}
	//void Dele(Node<T> *root, T &data)
	//{
	//	
	//	Node<T> *q = 0;
	//	q = root;
	//	while (root)
	//	{

	//		if (data < *root->data)
	//		{
	//			q = root;
	//			root = root->zuo;
	//		}
	//		else if (data>*root->data)
	//		{
	//			q = root;
	//			root = root->you;
	//		}
	//		else
	//		{
	//			int fal = 0;
	//			Node<T>* qq = 0;
	//			 if (q->you == root)
	//			{
	//				fal = 0;
	//			}
	//			else if (q->zuo == root)
	//			{
	//				fal = 1;
	//			}
	//			 if (q == root)
	//			 {
	//				 fal = 3;
	//			 }
	//			if (root->zuo&&root->you)
	//			{
	//				
	//				
	//				qq = root;
	//				root=RiatMovezuo(qq);
	//				if (qq->you)
	//				{
	//					*qq->data = *finmax(q->you)->data;
	//					remove(qq);
	//					count--;
	//					
	//				}
	//				else
	//				{
	//					root->zuo = qq->zuo;
	//					delete qq;
	//					count--;
	//					
	//				}
	//				if (fal == 1)
	//				{
	//					q->zuo = root;
	//				}
	//				else if (fal == 0)
	//					q->you = root;
	//				else
	//					m_root = root;
	//				return;
	//			}
	//		
	//			else
	//			{
	//				if (!root->you&&root->zuo)
	//				{
	//					if (root->zuo->zuo)
	//					{
	//						qq = root;
	//						root=RiatMoveyou(root);
	//						if (qq->zuo)
	//						{
	//							root->you = qq->zuo;
	//							delete qq;
	//							count--;
	//						}
	//						else
	//						{
	//							root->you = qq->you;
	//							delete qq;
	//							count--;
	//						}
	//						if (fal == 1||fal==0)
	//						{
	//							if (fal)
	//							{
	//								q->zuo = root;
	//							}
	//							else
	//								q->you = root;
	//							return;
	//						}
	//						else
	//						{
	//							m_root = root;
	//							return;
	//						}
	//					}
	//					else
	//					{
	//						if (fal != 3)
	//						{
	//							if (q->you == root)
	//							{
	//								q->you = root->zuo;
	//								delete root;
	//								count--;
	//								return;
	//							}
	//							else
	//							{
	//								q->zuo = root->zuo;
	//								delete root;
	//								count--;
	//								return;
	//							}

	//						}
	//						else
	//						{
	//							m_root = q->zuo;
	//							delete root;
	//							count--;
	//							return;
	//						}
	//						
	//					}
	//				}
	//				else if (!root->zuo&&root->you)
	//				{
	//					if (root->you->you)
	//					{
	//						qq = root;
	//						root=RiatMovezuo(root);
	//						if (root->you)
	//						{
	//							root->zuo = qq->you;
	//							delete qq;
	//							count--;
	//						}
	//						if (fal == 1 || !fal)
	//						{
	//							if (fal)
	//							{
	//								q->zuo = root;
	//							}
	//							else
	//								q->you = root;
	//						}
	//						return;
	//					}
	//					else
	//					{
	//						if (fal!=3)
	//						{
	//							if (q->you == root)
	//							{
	//								q->you = root->you;
	//								delete root;
	//								count--;
	//								return;
	//							}
	//							else
	//							{
	//								q->zuo = root->you;
	//								delete root;
	//								count--;
	//								return;
	//							}
	//						}
	//						else
	//						{
	//							m_root = root->you;
	//							delete root;
	//							count--;
	//							return;
	//						}
	//					
	//					}
	//				}
	//				else
	//				{
	//					if (q == root)
	//					{
	//						delete m_root;
	//						m_root = NULL;
	//						count--;
	//						return;
	//					}
	//					else
	//					{
	//						if (q->you == root)
	//						{
	//							q->you = NULL;
	//							delete root;
	//							count--;
	//							return;
	//						}
	//						else
	//						{
	//							q->zuo = root->you;
	//							delete root;
	//							count--;
	//							return;
	//						}
	//					}
	//				}
	//			}
	//		}
	//			

	//	}
	//
	//		
	//		
	//
	//	}
		

	Node<T>* m_root;
	Node<T>*  RiatMoveyou(Node<T>* q1)
	{
		 Node<T> * q2 = q1->zuo;
		q1->zuo = q2->you;
		q2->you = q1;
		q1 = q2;
	   return q1;
	}
	 Node<T>*  RiatMovezuo(Node<T>* p2)
	{
		 Node<T> * p1 = p2->you;
		p2->you = p1->zuo;
		p1->zuo = p2;
		p2 = p1;
		return p2;
	}
	void devis(Node<T>*root, int i)
	{
		if (root)
		{
			if (root->zuo)
			{
				devis(root->zuo,2* i);
			}
			cout << "i==" << i << "   data==" << *root->data << endl;
			if (root->you)
				devis(root->you, 2*i+1);
		}
	}
};
template<typename T>
bool RB<T>::insert(T *data)
{
	if (!data)
		return false;
	if (!m_root)
	{
		m_root = new Node<T>(data);
		count++;
		return true;
	}
	Node<T> *p, *q, *q1, *q2;
	p=q=q1=q2=m_root;
	
	while (p)
	{
		q1 = q2;
		q2 = q;
		q = p;
		if (*data < *p->data)
		{
			p = p->zuo;
		}
		else if (*data> *p->data)
		{
			p = p->you;
		}
		else
		{
			delete data;
			return false;
		}
	}
	p = new Node<T>(data);
	if (*data < *q->data)
	{
		q->zuo = p;
		if (count >= 2)
		{

			if (count == 2)
			{
				if (!q2->you)
					m_root=RiatMoveyou(m_root);
			}
			else
			{

				if (q1->zuo == q2&&q2->zuo==q)
				{
					q1->zuo = RiatMoveyou(q1->zuo);
				}
				else if (q1->zuo == q2&&q2->zuo != q)
					q1->zuo = RiatMovezuo(q1->zuo);
			}
		}
		
		count++;
	}
	else
	{
		q->you = p;
		if (count >= 2)
		{
			if (count == 2)
			{
				if (!q2->zuo)
					m_root=RiatMovezuo(m_root);
			}
		
			else
			{

				if (q1->you == q2&&q2->you==q)
				{
					q1->you = RiatMovezuo(q1->you);
				}
				else if (q1->you == q2&&q2->you!=q)
					q1->you = RiatMoveyou(q1->you);
			}
		}
		count++;
	}
		
	return true;

}

template<typename T>
void RB<T>::Deleteone(T &data)
{
	if (!m_root&&!count)
	{
		return ;
	}
	else
	{
		Dele(m_root, data);
	}
	

}



#endif