Bagaimana untuk melaksanakan algoritma pokok merah-hitam dalam C#

Cara melaksanakan algoritma pepohon merah-hitam dalam C# memerlukan contoh kod khusus

Pengenalan:
Pokok merah-hitam ialah pepohon carian binari pengimbangan diri. Ia mengekalkan sifat khusus supaya untuk mana-mana pokok merah-hitam yang sah, laluan terpanjang tidak pernah lebih daripada dua kali laluan terpendek. Ciri ini menjadikan pokok merah-hitam mempunyai prestasi yang lebih baik dalam operasi sisipan, pemadaman dan carian. Artikel ini akan memperkenalkan cara melaksanakan algoritma pokok merah-hitam dalam C# dan memberikan contoh kod khusus.

Sifat pokok merah-hitam:
Pokok merah-hitam mempunyai 5 sifat berikut:

1. Setiap nod sama ada merah atau hitam.
2. Nod akar berwarna hitam.
3. Setiap nod daun (nod NIL, nod kosong) berwarna hitam.
4. Jika nod berwarna merah, kedua-dua nod anaknya berwarna hitam.
5. Untuk setiap nod, laluan mudah dari nod itu ke semua nod daun turunannya mengandungi bilangan nod hitam yang sama.

Pelaksanaan pokok merah-hitam:
Berikut ialah contoh kod untuk melaksanakan pokok merah-hitam dalam C#:

enum Color
{
    Red,
    Black
}

class Node
{
    public int key;
    public Node parent;
    public Node left;
    public Node right;
    public Color color;

    public Node(int key)
    {
        this.key = key;
        color = Color.Black;
    }
}

class RedBlackTree
{
    private Node root;

    private void Insert(Node newNode)
    {
        Node current = root;
        Node parent = null;

        while (current != null)
        {
            parent = current;

            if (newNode.key < current.key)
                current = current.left;
            else
                current = current.right;
        }

        newNode.parent = parent;

        if (parent == null)
            root = newNode;
        else if (newNode.key < parent.key)
            parent.left = newNode;
        else
            parent.right = newNode;

        newNode.color = Color.Red;

        FixAfterInsertion(newNode);
    }

    private void FixAfterInsertion(Node newNode)
    {
        while (newNode != root && newNode.parent.color == Color.Red)
        {
            if (newNode.parent == newNode.parent.parent.left)
            {
                Node uncle = newNode.parent.parent.right;

                if (uncle != null && uncle.color == Color.Red)
                {
                    newNode.parent.color = Color.Black;
                    uncle.color = Color.Black;
                    newNode.parent.parent.color = Color.Red;
                    newNode = newNode.parent.parent;
                }
                else
                {
                    if (newNode == newNode.parent.right)
                    {
                        newNode = newNode.parent;
                        RotateLeft(newNode);
                    }

                    newNode.parent.color = Color.Black;
                    newNode.parent.parent.color = Color.Red;
                    RotateRight(newNode.parent.parent);
                }
            }
            else
            {
                Node uncle = newNode.parent.parent.left;

                if (uncle != null && uncle.color == Color.Red)
                {
                    newNode.parent.color = Color.Black;
                    uncle.color = Color.Black;
                    newNode.parent.parent.color = Color.Red;
                    newNode = newNode.parent.parent;
                }
                else
                {
                    if (newNode == newNode.parent.left)
                    {
                        newNode = newNode.parent;
                        RotateRight(newNode);
                    }

                    newNode.parent.color = Color.Black;
                    newNode.parent.parent.color = Color.Red;
                    RotateLeft(newNode.parent.parent);
                }
            }
        }

        root.color = Color.Black;
    }

    private void RotateLeft(Node node)
    {
        Node right = node.right;
        node.right = right.left;

        if (right.left != null)
            right.left.parent = node;

        right.parent = node.parent;

        if (node.parent == null)
            root = right;
        else if (node == node.parent.left)
            node.parent.left = right;
        else
            node.parent.right = right;

        right.left = node;
        node.parent = right;
    }

    private void RotateRight(Node node)
    {
        Node left = node.left;
        node.left = left.right;

        if (left.right != null)
            left.right.parent = node;

        left.parent = node.parent;

        if (node.parent == null)
            root = left;
        else if (node == node.parent.right)
            node.parent.right = left;
        else
            node.parent.left = left;

        left.right = node;
        node.parent = left;
    }

    // 其他方法：查找、删除等
    // ...

}

Ringkasan:
Artikel ini memperkenalkan cara melaksanakan algoritma pokok merah-hitam dalam C# dan menyediakan kod terperinci contoh. Pokok merah-hitam ialah pokok carian binari pengimbangan diri dengan prestasi yang lebih baik dalam operasi sisipan, pemadaman dan carian. Dengan menggunakan pokok merah-hitam, kita boleh menyelesaikan beberapa masalah biasa dengan lebih cekap. Dalam aplikasi praktikal, kita boleh melaraskan dan mengembangkan fungsi pokok merah-hitam dengan sewajarnya mengikut keperluan. Saya harap artikel ini akan membantu anda dan mencetuskan minat anda dan penyelidikan mendalam tentang pokok merah-hitam.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana untuk melaksanakan algoritma pokok merah-hitam dalam C#. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!