平衡二叉树的变形——红黑树（JAVA）

上一个博客中平衡二叉树（AVL）对平衡度要求还是蛮高的，而红黑树就是相对来说放弃了高标准的平衡退而求其次的大致平衡，所以复杂度与AVL差不多，不过效率更高了一些。

优秀参考博客：
红黑树-JAVA实现
红黑树深入剖析及Java实现
浅谈算法和数据结构: 九 平衡查找树之红黑树

下面是一个相对干练的一种实现，实现put 和 search操作

public class RedBlackTreePractice {    /**     * 红黑数节点     * @param <T>     */    private static class Node<T> {        public static final boolean RED_NODE = true;        public static final boolean BLACK_NODE = false;        public boolean nodeColor; // 节点颜色        public Comparable key; // 当前节点搜索key        public T value; // 当前节点存储值        public int nodeNumber = 0; // 以当前节点为根节点的子树的节点个数        public Node leftNode,rightNode; // 当前节点的左右子节点        public Node(Comparable key, T value,int number, boolean color){            this.key = key;            this.value = value;            this.nodeNumber = number;            this.nodeColor = color;        }        /**         * 判断当前节点类型         * @return boolean         */        public boolean isRed(){            return this.nodeColor == RED_NODE;        }        /**         * 获取当前节点及其子节点个数         * @return int         */        public int getSize(){            return nodeNumber;        }        /**         * 计算当前节点及其子节点个数         * @return int         */        protected int size(){            int nodeNumber = 1;            if (leftNode != null){                nodeNumber += leftNode.getSize();            }            if (rightNode != null){                nodeNumber += rightNode.getSize();            }            return nodeNumber;        }    }    /**     * 红黑数     * @param <T>     */    public static class RedBlackTree<T> {        private Node<T> root; // 根节点        /**         * 红黑树基本操作-左旋转         * @param Node<T> node         * @return Node<T>         */        protected Node rotateLeft(Node node){            Node tmp = node.rightNode;            node.rightNode = tmp.leftNode;            tmp.leftNode = node;            tmp.nodeColor = node.nodeColor;            node.nodeColor = Node.RED_NODE;            tmp.nodeNumber = node.nodeNumber;            node.nodeNumber = node.size();            return tmp;        }        /**         * 红黑树基本操作-右旋转         * @param Node<T> node         * @return Node<T>         */        protected Node rotateRight(Node node){            Node tmp = node.leftNode;            node.leftNode = tmp.rightNode;            tmp.rightNode = node;            tmp.nodeColor = node.nodeColor;            node.nodeColor = Node.RED_NODE;            tmp.nodeNumber = node.nodeNumber;            node.nodeNumber = node.size();            return tmp;        }        /**         * 红黑树基本操作-颜色旋转         * @param Node<T> node         * @return Node<T>         */        protected Node rotateColor(Node node){            node.nodeColor = Node.RED_NODE;            node.leftNode.nodeColor = Node.BLACK_NODE;            node.rightNode.nodeColor = Node.BLACK_NODE;            return node;        }        /**         * 判断节点是否为红节点         * @param node         * @return         */        protected boolean isRed(Node node){            if (node == null){                return false;            }            return node.isRed();        }        public Node<T> search(Comparable key){            return search(key,this.root);        }        /**         * 查询         * @param key 查询关键字         * @param node 开始查询的根节点         * @return Node 查找到的节点         */        public Node<T> search(Comparable key, Node node){            if (node == null){                return null;            }            int cmp = key.compareTo(node.key);            if (cmp < 0){                return search(key,node.leftNode);            }else if (cmp > 0){                return search(key,node.rightNode);            }else{                return node;            }        }        /**         * 从根节点插入         * @param key         * @param value         */        public void insert(Comparable key, T value){            Node<T> node = insertSubTree(this.root, key, value);            node.nodeColor = Node.BLACK_NODE;            this.root = node;        }        /**         * 从某个节点插入         * @param key 插入key         * @param value 插入值         */        protected Node insertSubTree(Node node, Comparable key, T value){            if (node == null){                return new Node<T>(key, value, 1, Node.RED_NODE);            }            // 比较各个节点            int cmp = key.compareTo(node.key);            if (cmp < 0){                node.leftNode = insertSubTree(node.leftNode, key, value);            }else if (cmp > 0){                node.rightNode = insertSubTree(node.rightNode, key, value);            }else{                node.value = value;            }            if (!isRed(node.leftNode) && isRed(node.rightNode)){                node = rotateLeft(node);            }            if (isRed(node.leftNode) && isRed(node.leftNode.leftNode)){                node = rotateRight(node);            }            if (isRed(node.leftNode) && isRed(node.rightNode)){                node = rotateColor(node);            }            node.nodeNumber = node.size();            return node;        }    }    public static void main(String[] args){        RedBlackTree<String> tree = new RedBlackTree<String>();        int[] insertValue = new int[]{12,1,9,10,77,2,38,8,4};        for (int value : insertValue){            tree.insert(value,"value_" + value);        }        Node node = tree.search(77);        System.out.println(node.value);        System.out.println("end");    }}

运行结果截图：