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sap ui5 formatter没用触发的处理

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1. set和map中的红黑树

2. 仿函数比较键值对

3. 红黑树迭代器的实现

3.1 迭代器++

3.2 迭代器--

3.3 map的operator[ ]

4. 完整代码

Set.h

Map.h

RedBlackTree.h

Test.cpp

本章完,


1. set和map中的红黑树

前一篇红黑树的源代码:

#pragma once

#include <iostream>
#include <assert.h>
#include <time.h>
using namespace std;

enum Colour // 枚举颜色
{
RED,
BLACK
};

template<class K, class V>
struct RBTreeNode
{
RBTreeNode<K, V>* _left;
RBTreeNode<K, V>* _right;
RBTreeNode<K, V>* _parent;

pair<K, V> _kv;
Colour _col; // 比AVL树少了平衡因子,多了颜色

RBTreeNode(const pair<K, V>& kv)
:_left(nullptr)
, _right(nullptr)
, _parent(nullptr)
, _kv(kv)
{}
};

template<class K, class V>
struct RBTree
{
typedef RBTreeNode<K, V> Node;
public:
bool Insert(const pair<K, V>& kv)
{
if (_root == nullptr)
{
_root = new Node(kv);
_root->_col = BLACK; // 根给黑色
return true;
}

Node* parent = nullptr;
Node* cur = _root;
while (cur) // 找到要插入的结点
{
if (cur->_kv.first < kv.first)
{
parent = cur;
cur = cur->_right;
}
else if (cur->_kv.first > kv.first)
{
parent = cur;
cur = cur->_left;
}
else
{
return false;
}
}

cur = new Node(kv);
cur->_col = RED; // 默认插入红色结点
if (parent->_kv.first < kv.first) // 找到位置后插入结点
{
parent->_right = cur;
}
else
{
parent->_left = cur;
}
cur->_parent = parent;

while (parent && parent->_col == RED) // 父亲存在且为红才需要处理
{
Node* grandfather = parent->_parent;
assert(grandfather); // 确定的可以断言下,否则就是插入前就不是红黑树
assert(grandfather->_col == BLACK);
if (grandfather->_left == parent)
{
Node* uncle = grandfather->_right;

if (uncle && uncle->_col == RED) // 情况一,叔叔存在且为红(可以直接复制到下面uncle在左边)
{ // 将父亲和叔叔改为黑,祖父改为红,然后把祖父当成cur,parent变祖父parent继续向上调整。
parent->_col = uncle->_col = BLACK;
grandfather->_col = RED;
cur = grandfather;
parent = cur->_parent;
}
else // 情况二或情况三:叔叔存在且为黑或叔叔不存在
{
if(cur == parent->_left) // 情况二的右旋+变色(parent在左)
{
// g
// p u
// c
RotateR(grandfather);
parent->_col = BLACK; // 父亲变为根了
grandfather->_col = RED;
}
else // 情况二的左右双旋+变色(parent在左)
{
// g
// p u
// c
RotateL(parent);
RotateR(grandfather);
cur->_col = BLACK; // cur变为根了
grandfather->_col = RED;
}
break;
}
}
else
{
Node* uncle = grandfather->_left;

if (uncle && uncle->_col == RED) // 情况一,叔叔存在且为红
{ // 将父亲和叔叔改为黑,祖父改为红,然后把祖父当成cur,parent变祖父parent继续向上调整。
parent->_col = uncle->_col = BLACK;
grandfather->_col = RED;
cur = grandfather;
parent = cur->_parent;
}
else // 情况二或情况三:叔叔存在且为黑或叔叔不存在
{
if (cur == parent->_right) // 情况二的左旋+变色(parent在右)
{
// g
// u p
// c
RotateL(grandfather);
parent->_col = BLACK; // 父亲变为根了
grandfather->_col = RED;
}
else // 情况二的右左双旋+变色(parent在右)
{
// g
// u p
// c
RotateR(parent);
RotateL(grandfather);
cur->_col = BLACK; // cur变为根了
grandfather->_col = RED;
}
break;
}
}
}

_root->_col = BLACK;
return true;
}

void InOrder()
{
_InOrder(_root);
cout << endl;
}

bool IsBalance()
{
if (_root == nullptr)
{
return true;
}

if (_root->_col == RED) // 验证性质二
{
cout << "根节点不是黑色" << endl;
return false;
}

int benchmark = 0; // 黑色节点数量基准值
//Node* cur = _root; // 这种方法是先遍历一遍,然后传值,不过我们可以传引用
//while (cur)
//{
// if (cur->_col == BLACK)
// {
// ++benchmark;
// }
// cur = cur->_left;
//}
return PrevCheck(_root, 0, benchmark); // 验证性质三和四
}

protected:
bool PrevCheck(Node* root, int blackNum, int& benchmark)
{
if (root == nullptr)
{
if (benchmark == 0)
{
benchmark = blackNum;
return true;
}

if (blackNum != benchmark) // 验证性质三
{
cout << "某条黑色节点的数量不相等" << endl;
return false;
}
else
{
return true;
}
}

if (root->_col == BLACK)
{
++blackNum;
}

if (root->_col == RED && root->_parent->_col == RED) // 验证性质四
{
cout << "存在连续的红色节点" << endl;
return false;
}

return PrevCheck(root->_left, blackNum, benchmark)
&& PrevCheck(root->_right, blackNum, benchmark);
}

void _InOrder(Node* root)
{
if (root == nullptr)
{
return;
}
_InOrder(root->_left);
cout << root->_kv.first << ":" << root->_kv.second << endl;
_InOrder(root->_right);
}

void RotateL(Node* parent)
{
Node* subR = parent->_right; // 动了三个标记了的结点,共更新六个指针,这更新两个指针
Node* subRL = subR->_left;

parent->_right = subRL;
if (subRL) // subRL不为空才更新
{
subRL->_parent = parent;
}

Node* ppNode = parent->_parent; // 记录parent的parent,防止parent是一颗子树的头结点

subR->_left = parent; // 再更新两个指针
parent->_parent = subR;

if (_root == parent) // 最后更新两个指针
{
_root = subR;
subR->_parent = nullptr;
}
else // parent是一颗子树的头结点
{
if (ppNode->_left == parent)
{
ppNode->_left = subR;
}
else
{
ppNode->_right = subR;
}
subR->_parent = ppNode;
}
}

void RotateR(Node* parent)
{
Node* subL = parent->_left;
Node* subLR = subL->_right;

parent->_left = subLR; // 更新两个节点
if (subLR)
{
subLR->_parent = parent;
}

Node* ppNode = parent->_parent;

subL->_right = parent; // 再更新两个节点
parent->_parent = subL;

if (_root == parent) // 最后更新两个结点
{
_root = subL;
subL->_parent = nullptr;
}
else
{
if (ppNode->_left == parent)
{
ppNode->_left = subL;
}
else
{
ppNode->_right = subL;
}

subL->_parent = ppNode;
}
}

Node* _root = nullptr;
};

在前一篇学习红黑树的时候,实现的是KV模型,节点中存放的是键值对pair。

而set中的节点只存放一个key值,map中的节点存放的是键值对。

但是map和set却使用的是同一颗红黑树。

这到底是怎么实现的呢?怎么做到一会儿是键值,一会又是键值对的呢?

看一下STL库中是如何实现的:

map和set中都既有key值,又有数据类型,map中的数据类型是键值对pair<const Key, T>,

而set中的数据类型也是key值。STL模板中,红黑树中的数据类型只有一个。

 无论是map还是set,底层封装的都是红黑树,

区别在于给红黑树实例化的是什么类型的模板参数。

map给红黑树传的模板参数是键值对pair<const Key, T>。

set给红黑树传的模板参数是键值Key。

对于红黑树而言,它是不知道接收到的第二个模板参数value是什么类型的,

它只能推演。所以set对应的红黑树中的数据类型就是一个key值,

而map对应的红黑树中的数据类型就是一个键值对。

接下来就是对我们实现的红黑树进行改造,(配合上一篇一起看)

首先就是对结点进行改造,将原本的KV键值对数据类型改成T,像STL中一样,只有一个,

让编译器自己去推演这个数据类型是key值还是键值对:

template<class T>
struct RBTreeNode
{
RBTreeNode<T>* _left;
RBTreeNode<T>* _right;
RBTreeNode<T>* _parent;

T _data; // 结点中的数据
Colour _col; // 比AVL树少了平衡因子,多了颜色

RBTreeNode(const pair<K, V>& kv)
:_left(nullptr)
, _right(nullptr)
, _parent(nullptr)
, _data(data)
{}
};

红黑树中也不再用键值对去构建新节点,而是使用那一个数据类型T。

先改一点是这样的:

Set.h:

#pragma once

#include "RedBlackTree.h"

namespace rtx
{
template <class K>
class set
{
protected:
RBTree <K, K> _t;
};
}

Map.h:

#pragma once

#include "RedBlackTree.h"

namespace rtx
{
template <class K,class V>
class map
{
protected:
RBTree <K, pair<K, V>> _t;
};
}

set中,向红黑树传的模板参数是<K,K>,第二个K传给节点,作为节点是数据类型。

map中,向红黑树传的模板参数是<K,pair<const K,T>>键值对,

第二个参数键值对pair<const K, T>传给节点,作为节点的数据类型。

现在有一个问题,给红黑树传模板参数时,第一个参数K类型的作用是什么?

虽然set中可以不需要第一个模板参数K,但是map不可以,因它两使用的一个红黑树,

所以为了统一,第一个模板参数K不能省略

2. 仿函数比较键值对

改了数据那插入的所有比较都要改了,

站在红黑树的角度,并不知道它接收到的模板参数value是来自set中的键值还是map中的键值对。

在插入结点进行比较时:

set:cur->data 与 data进行比较,插入结点中的key值直接和树中的key值比较大小,决定插入左还是右即可。

map:cur->data.first 与 data.first进行比较,插入结点中的键值对的first和树种键值对的first比较,决定插入左还是右。

既然使用的是模板,是泛型编程,那么在比较处到底该写成map和set中的哪种比较方式呢?

要知道set中的data不是键值对,是没有first的,而map中的data直接比较又不符合我们的要求。

(pair也能比较键值对,不过它在first一样时比较了second,但我们不想比较second)

(关于set和map的细节可以回去看看从C语言到C++_26,后面实现方括号也要知道细节)

此时我们也不能自己重新定义键值对的比较方式,因为人家库中已经有了,

我们无法再重载一个函数名,返回值,参数都相同的比较方式。

为了能够在红黑树中使用统一的比较方式,这里采用仿函数的方式:

在set和map中各定义一个仿函数,专门用来获取key值的,

并且将这个仿函数当作模板参数传给红黑树。

实现下仿函数和封装下insert,现在的部分代码就是这样:

  •  set中存放的数据本身就是key,所以获取key时有点多此一举,但是为了和红黑树的结构以及map的结构统一,也需要写一个。
  •  map中存放的数据是键值对,所以仿函数返回的是键值对中的first,依次来获取到key值。

在插入函数inset中,创建仿函数对象koft。

在需要进行键值key比较的位置,使用仿函数koft获取键值进行比较,然后决定插入左边函数右边。

使用仿函数的方法,压根就不用关心比较的是键值还是键值对,因为set和map都会给红黑树传它自己获取键值的仿函数,最终比较的都是键值

set和map中的插入直接复用红黑树中的插入即可。

但是set中插入的是一个键值,而map中插入的是一个键值对。

跑一下测试用例:

#include "RedBlackTree.h"
#include "Set.h"
#include "Map.h"

namespace rtx
{
void TestSet()
{
set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(5);
s.insert(3);
s.insert(5);
}
void TestMap()
{
map<int,int> m;
m.insert(make_pair(6, 1));
m.insert(make_pair(2, 1));
m.insert(make_pair(3, 1));
m.insert(make_pair(2, 1));
}
}

int main()
{
rtx::TestSet();
rtx::TestMap();

return 0;
}

 如果想遍历,那么就要实现迭代器了:

3. 红黑树迭代器的实现

这里实现的和库里的不太一样,库里的实现是带哨兵位头结点的,它指向根结点,

它的左指向中序遍历的第一个结点,右指向中序遍历的最后一个结点。

但不用哨兵位头结点也能实现,所以不改了。

set和map的迭代器就是红黑树的迭代器:

这里可以参考list的迭代器,红黑树也是通过指针来链接的。

template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __RBTreeInterator
{
public:
typedef RBTreeNode<T> Node;
typedef __RBTreeIterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;

__RBTreeIterator(Node* node)
:_node(node)
{}
};

最基本的迭代如上面所示代码,迭代器中只有一个成员变量,那就是节点node。

下面就是逐渐完善迭代器支持的功能了,比如解引用,等于,加加,减减,等操作。

解引用+箭头+等于+不等于:(这里和链表是一样的,就不再详细讲解了)

template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __RBTreeIterator
{
public:
typedef RBTreeNode<T> Node;
typedef __RBTreeIterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;

__RBTreeIterator(Node* node)
:_node(node)
{}

Ref operator*()
{
return _node->_data;
}

Ptr operator->()
{
return &_node->_data;
}

bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}

bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};

比较的内容是两个迭代器指向节点是否相同,而不是节点中的值。

无论是普通对象还是const对象,都可以调用const版本,并且仅仅是进行比较,

所以只有const版本的就够用了。

3.1 迭代器++

set和map迭代器的++按照中序遍历的顺序进行加加的。

时刻铭记中序遍历的顺序:左子树 根 右子树

现在设想 it 迭代器在树的任意一个位置,它++可以分为以下情况:

① 右子树存在:

当++it以后,it指向的应是右子树中的最左节点,如图所示。

解决步骤:

将当前it指向节点的有子节点开始,一直寻找最左节点。找到后,让it指向最左节点。

② 右子树不存在:

it处于下图所示位置,位于子树的最右边,当++it后,it会指向哪呢?

it的右子树为空,肯定不能像上面那样找右子树最左边的节点。

解决步骤:

it是parent的右子树,说明父节点parent已经被访问过了,所以还需要继续向上走。

garent又是grandfather的右子树,说明祖父节点grandfather也被访问过了,

所以还需要继续向上走。grandfather是它父节点的左子树,按照中序遍历的顺序,

grandfather的父节点还没有被访问,所以it应该指向这里,也就是grandfather->parent节点。

当it右子树不存在时,++it后,it指向的是it所在子树是左子树的最近祖宗节点

右子树不存在,如果it是中序最后一个节点呢?

当it指向的是红黑树最右边的节点时,再++it后,it应该指向最后一个节点的下一个节点。

但是红黑树最后一个节点的下一个节点并没有,所以我们让it指向nullptr。

我们按上面的步骤走,it也能指向空:

在代码中,无论是找到了++it后的位置,

还是it是最后一个节点,都会跳出循环,将it指向跳出循环的parent即可:

前置++:

	Self& operator++()
{
if (_node->_right) // 右子树存在,++后就到右子树的最左结点
{
Node* left = _node->_right;
while (left->_left)
{
left = left->_left;
}

_node = left;
}
else // 右子树不存在,++后就到:所在子树是左子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的右的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_right)
{ // 是右子树就往上走,parent存在是处理_node是中序最后一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return *this;
}

后置++和前置++的唯一不同就是返回的是++之前的位置,

其他操作都一样,所以在改变it指向的位置之前,需要提前记录下要返回的it。

后置++返回类型不能用引用,因为记录位置的临时变量会销毁:

	Self operator++(int)
{
Self ret = Self(_node); // 记录当前位置 最后返回

if (_node->_right) // 右子树存在,++后就到右子树的最左结点
{
Node* left = _node->_right;
while (left->_left)
{
left = left->_left;
}

_node = left;
}
else // 右子树不存在,++后就到:所在子树是左子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的右的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_right)
{ // 是右子树就往上走,parent存在是处理_node是中序最后一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return ret;
}

3.2 迭代器--

迭代器减减的逻辑和加加是相反的,所以它的顺序应该是:右子树 根 左子树

① 左子树存在:

 当左子树存在时,it减减后,应该指向的是左子树最右边的节点,如上图所示。

② 左子树不存在:

 it是左子树,说明它的根节点就已经被访问过来,所以需要继续向上。

当找到it所在子树是右子树的最近祖宗时,将it指向这个祖宗节点。

因为是–,逻辑相反,所以此时减减it后,it指向it所在子树是右子树的最近祖宗节点,

同样,当it指向是第一个节点时,减减it会指向空节点。

前置--:

	Self& operator--()
{
if (_node->_left) // 左子树存在,++后就到左子树的最右结点
{
Node* right = _node->_left;
while (right->_right)
{
right = right->_right;
}

_node = right;
}
else // 左子树不存在,++后就到:所在子树是右子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的左的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_left)
{ // 是左子树就往上走,parent存在是处理_node是中序第一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return *this;
}

后置--:

	Self& operator--()
{
if (_node->_left) // 左子树存在,++后就到左子树的最右结点
{
Node* right = _node->_left;
while (right->_right)
{
right = right->_right;
}

_node = right;
}
else // 左子树不存在,++后就到:所在子树是右子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的左的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_left)
{ // 是左子树就往上走,parent存在是处理_node是中序第一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return *this;
}

迭代器写好之后,还要在红黑树中封装它,因为我们都是通过红黑树来使用的。

begin返回的是中序遍历的第一个结点,end返回的是最后结点的下一个,所以直接给空:

3.3 map的operator[ ]

map有一个特有的[],可以实现查找,插入,修改三个功能,下面来实现一下。

(我们在讲解map的时候放过这段代码)

		V& operator[](const K& key)
{
pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(key, V()));
return ret.first->second;
}

需要对红黑树底层中的insert做修改:

1. 返回值改成pair<iterator, bool>   : pair<iterator, bool> Insert(const T& data)

2. 空树时返回根的迭代器和true的键值对:return make_pair(iterator(_root), true);

3. 存在新插入的数据,返回原本存在的数据的迭代器和false

4. 插入成功,返回新插入数据的迭代器和true

红黑树底层的inset已经被修改了,set和map中的insert也需要被修改,改返回值就行。

4. 完整代码

底层的迭代器做好了,下一步就需要把它封装到set和map中:

Set.h

#pragma once

#include "RedBlackTree.h"

namespace rtx
{
template <class K>
class set
{
struct SetKeyOfT
{
const K& operator()(const K& key)
{
return key;
}
};
public:
typedef typename RBTree<K, K, SetKeyOfT>::iterator iterator;
//必须得加关键字typename。
//当模板类没有进行实例化时,它就是一张图纸,在编译的时候并不参与编译。
//因为域作用限定符::的存在,编译器在处理这条语句的时候,可能会将::后的iterator当作静态变量处理,参与编译。
//所以就需要加关键字typename来告诉编译器这是一个模板类型,暂时不参与编译。

iterator begin()
{
return _t.begin();
}

iterator end()
{
return _t.end();
}

pair<iterator, bool> insert(const K& key)
{
return _t.Insert(key);
}
protected:
RBTree <K, K, SetKeyOfT> _t;
};
}

Map.h

#pragma once

#include "RedBlackTree.h"

namespace rtx
{
template <class K,class V>
class map
{
struct MapKeyOfT
{
const K& operator()(const pair<K,V>& kv)
{
return kv.first;
}
};
public:
typedef typename RBTree<K, pair<K, V>, MapKeyOfT>::iterator iterator; // 为什么+typename在set里

iterator begin()
{
return _t.begin();
}

iterator end()
{
return _t.end();
}

pair<iterator, bool> insert(const pair<K, V>& kv)
{
return _t.Insert(kv);
}

V& operator[](const K& key)
{
pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(key, V()));
return ret.first->second;
}

protected:
RBTree <K, pair<K, V>, MapKeyOfT> _t;
};
}

RedBlackTree.h

#pragma once

#include <iostream>
#include <assert.h>
#include <time.h>
using namespace std;

enum Colour // 枚举颜色
{
RED,
BLACK
};

template<class T>
struct RBTreeNode
{
public:
RBTreeNode<T>* _left;
RBTreeNode<T>* _right;
RBTreeNode<T>* _parent;

T _data; // 结点中的数据
Colour _col; // 比AVL树少了平衡因子,多了颜色

RBTreeNode(const T& data)
:_left(nullptr)
, _right(nullptr)
, _parent(nullptr)
, _data(data)
{}
};

template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __RBTreeIterator
{
public:
typedef RBTreeNode<T> Node;
typedef __RBTreeIterator<T, Ref, Ptr> Self;
Node* _node;

__RBTreeIterator(Node* node)
:_node(node)
{}

Ref operator*()
{
return _node->_data;
}

Ptr operator->()
{
return &_node->_data;
}

bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}

bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}

Self& operator++()
{
if (_node->_right) // 右子树存在,++后就到右子树的最左结点
{
Node* left = _node->_right;
while (left->_left)
{
left = left->_left;
}

_node = left;
}
else // 右子树不存在,++后就到:所在子树是左子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的右的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_right)
{ // 是右子树就往上走,parent存在是处理_node是中序最后一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return *this;
}

Self operator++(int)
{
Self ret = Self(_node); // 记录当前位置 最后返回

if (_node->_right) // 右子树存在,++后就到右子树的最左结点
{
Node* left = _node->_right;
while (left->_left)
{
left = left->_left;
}

_node = left;
}
else // 右子树不存在,++后就到:所在子树是左子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的右的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_right)
{ // 是右子树就往上走,parent存在是处理_node是中序最后一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return ret;
}

Self& operator--()
{
if (_node->_left) // 左子树存在,++后就到左子树的最右结点
{
Node* right = _node->_left;
while (right->_right)
{
right = right->_right;
}

_node = right;
}
else // 左子树不存在,++后就到:所在子树是右子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的左的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_left)
{ // 是左子树就往上走,parent存在是处理_node是中序第一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return *this;
}

Self operator--(int)
{
Self ret = Self(_node); // 记录当前位置 最后返回

if (_node->_left) // 左子树存在,++后就到左子树的最右结点
{
Node* right = _node->_left;
while (right->_right)
{
right = right->_right;
}

_node = right;
}
else // 左子树不存在,++后就到:所在子树是右子树的最近祖宗节点。
{
Node* parent = _node->_parent; // 找祖先里面孩子不是祖先的左的那个
Node* cur = _node;
while (parent = parent->_left)
{ // 是左子树就往上走,parent存在是处理_node是中序第一个结点的情况
cur = cur->_parent;
parent = parent->_parent;
}

_node = parent;
}

return ret;
}
};

template<class K, class T, class KeyOfT> // KeyOfT仿函数,把key取出来
struct RBTree
{
typedef RBTreeNode<T> Node;
public:
typedef __RBTreeIterator<T, T&, T*> iterator;

iterator begin()
{
Node* left = _root;
while (left && left->_left)
{
left = left->_left;
}

return iterator(left);
}

iterator end()
{
return iterator(nullptr);
}

pair<iterator, bool> Insert(const T& data) // 1. 返回值改成pair<iterator, bool>
{
KeyOfT kot; // 定义一个仿函数的对象

if (_root == nullptr)
{
_root = new Node(data);
_root->_col = BLACK; // 根给黑色
return make_pair(iterator(_root), true); // 2. 空树时返回根的迭代器和true的键值对
}

Node* parent = nullptr;
Node* cur = _root;
while (cur) // 找到要插入的结点
{
if (kot(cur->_data) < kot(data))
{
parent = cur;
cur = cur->_right;
}
else if (kot(cur->_data) > kot(data))
{
parent = cur;
cur = cur->_left;
}
else
{
return make_pair(cur, false); // 3. 存在新插入的数据,返回原本存在的数据的迭代器和false
}
}

cur = new Node(data);
Node* newnode = cur; // 记录最后插入成功返回新插入结点的迭代器
cur->_col = RED; // 默认插入红色结点
if (kot(parent->_data) < kot(data)) // 找到位置后插入结点
{
parent->_right = cur;
}
else
{
parent->_left = cur;
}
cur->_parent = parent;

while (parent && parent->_col == RED) // 父亲存在且为红才需要处理
{
Node* grandfather = parent->_parent;
assert(grandfather); // 确定的可以断言下,否则就是插入前就不是红黑树
assert(grandfather->_col == BLACK);
if (grandfather->_left == parent)
{
Node* uncle = grandfather->_right;

if (uncle && uncle->_col == RED) // 情况一,叔叔存在且为红(可以直接复制到下面uncle在左边)
{ // 将父亲和叔叔改为黑,祖父改为红,然后把祖父当成cur,parent变祖父parent继续向上调整。
parent->_col = uncle->_col = BLACK;
grandfather->_col = RED;
cur = grandfather;
parent = cur->_parent;
}
else // 情况二或情况三:叔叔存在且为黑或叔叔不存在
{
if (cur == parent->_left) // 情况二的右旋+变色(parent在左)
{
// g
// p u
// c
RotateR(grandfather);
parent->_col = BLACK; // 父亲变为根了
grandfather->_col = RED;
}
else // 情况二的左右双旋+变色(parent在左)
{
// g
// p u
// c
RotateL(parent);
RotateR(grandfather);
cur->_col = BLACK; // cur变为根了
grandfather->_col = RED;
}
break;
}
}
else
{
Node* uncle = grandfather->_left;

if (uncle && uncle->_col == RED) // 情况一,叔叔存在且为红
{ // 将父亲和叔叔改为黑,祖父改为红,然后把祖父当成cur,parent变祖父parent继续向上调整。
parent->_col = uncle->_col = BLACK;
grandfather->_col = RED;
cur = grandfather;
parent = cur->_parent;
}
else // 情况二或情况三:叔叔存在且为黑或叔叔不存在
{
if (cur == parent->_right) // 情况二的左旋+变色(parent在右)
{
// g
// u p
// c
RotateL(grandfather);
parent->_col = BLACK; // 父亲变为根了
grandfather->_col = RED;
}
else // 情况二的右左双旋+变色(parent在右)
{
// g
// u p
// c
RotateR(parent);
RotateL(grandfather);
cur->_col = BLACK; // cur变为根了
grandfather->_col = RED;
}
break;
}
}
}

_root->_col = BLACK;
return make_pair(newnode, true); // 4. 插入成功,返回新插入数据的迭代器和true
}

void InOrder()
{
_InOrder(_root);
cout << endl;
}

bool IsBalance()
{
if (_root == nullptr)
{
return true;
}

if (_root->_col == RED) // 验证性质二
{
cout << "根节点不是黑色" << endl;
return false;
}

int benchmark = 0; // 黑色节点数量基准值
//Node* cur = _root; // 这种方法是先遍历一遍,然后传值,不过我们可以传引用
//while (cur)
//{
// if (cur->_col == BLACK)
// {
// ++benchmark;
// }
// cur = cur->_left;
//}
return PrevCheck(_root, 0, benchmark); // 验证性质三和四
}

protected:
bool PrevCheck(Node* root, int blackNum, int& benchmark)
{
if (root == nullptr)
{
if (benchmark == 0)
{
benchmark = blackNum;
return true;
}

if (blackNum != benchmark) // 验证性质三
{
cout << "某条黑色节点的数量不相等" << endl;
return false;
}
else
{
return true;
}
}

if (root->_col == BLACK)
{
++blackNum;
}

if (root->_col == RED && root->_parent->_col == RED) // 验证性质四
{
cout << "存在连续的红色节点" << endl;
return false;
}

return PrevCheck(root->_left, blackNum, benchmark)
&& PrevCheck(root->_right, blackNum, benchmark);
}

void _InOrder(Node* root)
{
if (root == nullptr)
{
return;
}
_InOrder(root->_left);
cout << root->_kv.first << ":" << root->_kv.second << endl;
_InOrder(root->_right);
}

void RotateL(Node* parent)
{
Node* subR = parent->_right; // 动了三个标记了的结点,共更新六个指针,这更新两个指针
Node* subRL = subR->_left;

parent->_right = subRL;
if (subRL) // subRL不为空才更新
{
subRL->_parent = parent;
}

Node* ppNode = parent->_parent; // 记录parent的parent,防止parent是一颗子树的头结点

subR->_left = parent; // 再更新两个指针
parent->_parent = subR;

if (_root == parent) // 最后更新两个指针
{
_root = subR;
subR->_parent = nullptr;
}
else // parent是一颗子树的头结点
{
if (ppNode->_left == parent)
{
ppNode->_left = subR;
}
else
{
ppNode->_right = subR;
}
subR->_parent = ppNode;
}
}

void RotateR(Node* parent)
{
Node* subL = parent->_left;
Node* subLR = subL->_right;

parent->_left = subLR; // 更新两个节点
if (subLR)
{
subLR->_parent = parent;
}

Node* ppNode = parent->_parent;

subL->_right = parent; // 再更新两个节点
parent->_parent = subL;

if (_root == parent) // 最后更新两个结点
{
_root = subL;
subL->_parent = nullptr;
}
else
{
if (ppNode->_left == parent)
{
ppNode->_left = subL;
}
else
{
ppNode->_right = subL;
}

subL->_parent = ppNode;
}
}

Node* _root = nullptr;
};

Test.cpp

#include "RedBlackTree.h"
#include "Set.h"
#include "Map.h"

namespace rtx
{
void TestSet()
{
set<int> s;
s.insert(3);
s.insert(2);
s.insert(1);
s.insert(5);
s.insert(3);
s.insert(6);
s.insert(4);
s.insert(9);
s.insert(7);

set<int>::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}

void TestMap()
{
string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };

map<string, int> countMap;
for (auto& str : arr)
{
// 1、str不在countMap中,插入pair(str, int()),然后在对返回次数++
// 2、str在countMap中,返回value(次数)的引用,次数++;
countMap[str]++;
}

map<string, int>::iterator it = countMap.begin();
while (it != countMap.end())
{
cout << it->first << ":" << it->second << endl;
++it;
}
cout << endl;

for (const auto& kv : countMap) // 范围for也能用了(傻瓜替换)
{
cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;
}
}
}

int main()
{
rtx::TestSet();
rtx::TestMap();

return 0;
}

本章完,

下一部分:​​​​​​​(哈希)闭散列和开散列(哈希桶)的实现,再然后是unordered_set和unordered_map介绍+哈希桶封装。

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