本人详解
作者：王文峰，参加过 CSDN 2020年度博客之星，《Java王大师王天师》
公众号：JAVA开发王大师，专注于天道酬勤的 Java 开发问题
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- 通过C++实现红黑树：从原理到高性能代码详解
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- **一、红黑树的核心性质与使用场景**
- **二、红黑树的C++实现**
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- **1. 节点结构定义**
- **2. 红黑树类框架**
- **三、核心操作实现与代码解析**
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- **1. 左旋与右旋（平衡调整基础）**
- **2. 插入操作与修复**
- **3. 删除操作与修复**
- **四、性能优化与高级技巧**
- **五、总结与扩展**
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通过C++实现红黑树：从原理到高性能代码详解
一、红黑树的核心性质与使用场景
红黑树（Red-Black Tree） 是一种自平衡二叉搜索树，广泛应用于操作系统调度、数据库索引（如MySQL的InnoDB引擎）和C++ STL的map/set容器。其核心特性如下：
- 颜色约束：每个节点非红即黑，根节点和叶子节点（NIL节点）必须为黑。
- 路径平衡：从任一节点到其所有叶子节点的路径中，黑色节点数量相同。
- 红色限制：红色节点的子节点必须为黑色。
通过这些规则，红黑树在插入和删除操作后仍能保持近似平衡，确保查找、插入、删除的时间复杂度为 O(log n)。
二、红黑树的C++实现
1. 节点结构定义
enum Color {
RED, BLACK };
template <typename T>
class RBTreeNode {
public:
T key;
Color color;
RBTreeNode *left, *right, *parent;
RBTreeNode(T k, Color c = RED,
RBTreeNode* l = nullptr,
RBTreeNode* r = nullptr,
RBTreeNode* p = nullptr)
: key(k), color(c), left(l), right(r), parent(p) {
}
};
2. 红黑树类框架
template <typename T>
class RedBlackTree {
private:
RBTreeNode<T>* root;
RBTreeNode<T>* nil; // 哨兵节点，表示叶子节点
public:
RedBlackTree() {
nil = new RBTreeNode<T>(T(), BLACK); // 初始化NIL节点为黑色
root = nil;
}
// 核心操作：插入、删除、旋转
void insert(T key);
void remove(T key);
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