java8 TreeMap红黑树节点删除源码解析

最新推荐文章于 2025-07-16 11:11:33 发布

孙大圣666

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分类专栏： java8集合工具类源码解析文章标签：红黑树删除节点 TreeMap 源码解析

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_31865983/article/details/86659314

本文详细解析了Java8中TreeMap基于红黑树的节点删除操作，包括红黑树的基本规则、删除节点的整体分析、具体情形分析及源码解读。删除节点时考虑了四种可能情况，并通过旋转和颜色调整保持红黑树性质。

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红黑树添加节点的平衡操作相对简单，具体分析参考java8 TreeMap接口实现源码解析，红黑树节点删除需要考虑的情形和翻转动作更复杂。综合各博客大神对该问题的分析，以TreeMap中红黑树节点删除相关代码为例，记录下自己对该问题的分析和理解，欢迎指正。

一、红黑树的规则

1、每个节点都只能是红色或者黑色

2、根节点是黑色

3、每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色的。

4、如果一个结点是红的，则它两个子节点都是黑的。也就是说在一条路径上不能出现相邻的两个红色结点。

5、从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点，即相同的黑色高度。

重点说明下，所谓的叶节点就是空节点，必须是黑色的，叶节点的父节点可能是红色的，也可能是黑色的。

二、红黑树节点删除整体分析

先不考虑节点颜色问题，被删除的节点可能存在以下四种可能：

1、左右子树为空

2、左子树存在，右子树为空

3、左子树为空，右子树存在

4、左右子树都非空

遇到第四种情形时，处理技巧是先找到比目标节点D大的最小节点即D节点右子树中最左边的一个节点，或者比D小的最大的节点即D节点左子树中最右边的一个节点，记为X节点，将X节点的值复制到D节点上，然后删除X节点。这样处理D节点的左右子树可保持不变，而X节点因为要么是最左边要么是最右边的一个节点，所以X节点的左右子树肯定都为空，即情形四转换成了情形一，旋转操作相对简单。即实际处理时只需要考虑前面三种情形即可，下面一一分析。

三、红黑树节点删除具体情形分析

1、只有左子树或者右子树存在，即情形二和情形三

因为从父节点到所有的叶子节点的黑色高度必须一致，所以此种情形下，被删除节点D的左子树或者右子树只能是一个红色节点，而D节点只能是黑色的，如下图所示，因为如果D节点为红色的，则D节点的左子树或者右子树必须是黑色的，就违背了黑色高度一致原则，如果D节点是黑色的，DR节点也是黑色的，同样违背了黑色高度一致原则。