手写红黑树

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-12-17 08:46 104阅读 0赞

### 手写红黑树 ###

*  辅助方法定义
 *  左旋方法定义：leftRotate(node)
 *  右旋方法定义：rightRotate(node)
 *  公开插入接口方法定义：insert(K key, V value);
 *  内部插入接口方法定义：insert(RBNode node);
 *  修正插入导致红黑树失衡的方法定义：insertFIxUp(RBNode node);（重点!!!)
 *  完整代码
 *  视频讲解

手撕代码前可以先看看[红黑树原理][Link 1]，这样看起源码来或许更容易懂

# 辅助方法定义 #

/** * 获取当前节点的父节点 */
    private RBNode parentOf(RBNode node) { 
        if(node != null) { 
            return node.parent;
        }
        return null;
    }

/** * node节点是否为红色 * @return boolean true 表示是红色 false 表示不是红色 */
    private boolean isRed(RBNode node) { 
        if(node != null) { 
            return node.isColor() == RED;
        }
        return false;
    }

/** * node节点是否为黑色 * @return boolean true 表示是黑色 false 表示不是黑色 */
    private boolean isBlack(RBNode node) { 
        if(node != null) { 
            return node.isColor() == BLACK;
        }
        return false;
    }

/** * 设置节点为红色 */
    private void setRed(RBNode node) { 
        if(node != null) { 
            node.setColor(RED);
        }
    }

/** * 设置节点为黑色 */
    private void setBlack(RBNode node) { 
        if(node != null) { 
            node.setColor(BLACK);
        }
    }

/** * 中序打印，可以将二叉查找树有顺序的打印出来 */
    public void inOrderPrint() { 
        if(this.root != null) { 
            inOrderPrint(this.root);
        }
    }
    
    private void inOrderPrint(RBNode node) { 
        if(node != null) { 
            inOrderPrint(node.left);
            System.out.println("key -> " + node.key + ", value -> " + node.value);
            inOrderPrint(node.right);
        }
    }

public RBNode getRoot() { 
        return root;
    }

/** * 打印整个树，代码来源于网上开源代码，只是更直观的看到树的结构 * getTreeDepth用于获得树的层数 */
    public static int getTreeDepth(RBTree.RBNode root) { 
        return root == null ? 0 : (1 + Math.max(getTreeDepth(root.getLeft()), getTreeDepth(root.getRight())));
    }
    
    private static void writeArray(RBTree.RBNode currNode, int rowIndex, int columnIndex, String[][] res, int treeDepth) { 
        // 保证输入的树不为空
        if (currNode == null) return;
        // 先将当前节点保存到二维数组中
        res[rowIndex][columnIndex] = String.valueOf(currNode.getKey() /*+ "-" + (currNode.isColor() ? "R" : "B") + ""*/);
    
        // 计算当前位于树的第几层
        int currLevel = ((rowIndex + 1) / 2);
        // 若到了最后一层，则返回
        if (currLevel == treeDepth) return;
        // 计算当前行到下一行，每个元素之间的间隔（下一行的列索引与当前元素的列索引之间的间隔）
        int gap = treeDepth - currLevel - 1;
    
        // 对左儿子进行判断，若有左儿子，则记录相应的"/"与左儿子的值
        if (currNode.getLeft() != null) { 
            res[rowIndex + 1][columnIndex - gap] = "/";
            writeArray(currNode.getLeft(), rowIndex + 2, columnIndex - gap * 2, res, treeDepth);
        }
    
        // 对右儿子进行判断，若有右儿子，则记录相应的"\"与右儿子的值
        if (currNode.getRight() != null) { 
            res[rowIndex + 1][columnIndex + gap] = "\\";
            writeArray(currNode.getRight(), rowIndex + 2, columnIndex + gap * 2, res, treeDepth);
        }
    }
    
    public static void show(RBTree.RBNode root) { 
        if (root == null) System.out.println("EMPTY!");
        // 得到树的深度
        int treeDepth = getTreeDepth(root);
    
        // 最后一行的宽度为2的（n - 1）次方乘3，再加1
        // 作为整个二维数组的宽度
        int arrayHeight = treeDepth * 2 - 1;
        int arrayWidth = (2 << (treeDepth - 2)) * 3 + 1;
        // 用一个字符串数组来存储每个位置应显示的元素
        String[][] res = new String[arrayHeight][arrayWidth];
        // 对数组进行初始化，默认为一个空格
        for (int i = 0; i < arrayHeight; i ++) { 
            for (int j = 0; j < arrayWidth; j ++) { 
                res[i][j] = " ";
            }
        }
    
        // 从根节点开始，递归处理整个树
        // res[0][(arrayWidth + 1)/ 2] = (char)(root.val + '0');
        writeArray(root, 0, arrayWidth/ 2, res, treeDepth);
    
        // 此时，已经将所有需要显示的元素储存到了二维数组中，将其拼接并打印即可
        for (String[] line: res) { 
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < line.length; i ++) { 
                sb.append(line[i]);
                if (line[i].length() > 1 && i <= line.length - 1) { 
                    i += line[i].length() > 4 ? 2: line[i].length() - 1;
                }
            }
            System.out.println(sb.toString());
        }
    }

# 左旋方法定义：leftRotate(node) #

/** * 左旋方法 * 左旋示意图：左旋x节点 * p p * | | * x y * / \ ----> / \ * lx y x ry * / \ / \ * ly ry lx ly * * 左旋做了几件事？ * 1.将y的左子节点赋值给x的右边，并且把x设置为y的左子节点的父节点 * 2.将x的父节点（非空时）指向y，更新y的父节点为x的父节点 * 3.将y的左子节点指向x，更新x的父节点为y */
    private void leftRotate(RBNode x) { 
        RBNode y = x.right;
        //将y的左子节点赋值给x的右边
        x.right = y.left;
        //并且把x设置为y的左子节点的父节点
        if(y.left != null) { 
            y.left.parent = x;
        }
    
        //将x的父节点（非空时）指向y
        if(x.parent != null) { 
            //如果x是parent左子树，则把y安放到parent的左边
            if(x.parent.left == x) { 
                x.parent.left = y;
            } else { //否则把y安放到parent的右边
                x.parent.right = y;
            }
            //更新y的父节点为x的父节点
            y.parent = x.parent;
        } else { 
            this.root = y;
            this.root.parent = null;
        }
    
        y.left = x;
        x.parent = y;
    }

# 右旋方法定义：rightRotate(node) #

/** * 右旋方法 * 右旋示意图：右旋y节点 * * p p * | | * y x * / \ ----> / \ * x ry lx y * / \ / \ *lx ly ly ry * * 右旋都做了几件事？ * 1.将x的右子节点 赋值 给了 y 的左子节点，并且更新x的右子节点的父节点为 y * 2.将y的父节点（不为空时）指向x，更新x的父节点为y的父节点 * 3.将x的右子节点指向y，更新y的父节点为x */
    private void rightRotate(RBNode y) { 
        //1.将x的右子节点赋值给y的左子节点，并将y赋值给x右子节点的父节点（x右子节点非空时）
        RBNode x = y.left;
        y.left = x.right;
        if(x.right != null) { 
            x.right.parent = y;
        }
    
        //2.将y的父节点p（非空时）赋值给x的父节点，同时更新p的子节点为x（左或右）
        x.parent = y.parent;
    
        if(y.parent != null) { 
            if(y.parent.left == y) { 
                y.parent.left = x;
            } else { 
                y.parent.right = x;
            }
        } else { 
            this.root = x;
            this.root.parent = null;
        }
    
        //3.将x的右子节点赋值为y，将y的父节点设置为x
        x.right = y;
        y.parent = x;
    }

# 公开插入接口方法定义：insert(K key, V value); #

/** * 公开的插入接口 * @param key 键 * @param value 值 */
    public void insert(K key, V value) { 
       RBNode node = new RBNode();
       node.setKey(key);
       node.setValue(value);
       node.setColor(RED);
       insert(node);	//调用内部插入方法
    }

# 内部插入接口方法定义：insert(RBNode node); #

/** * 内部插入接口定义 */
    private void insert(RBNode node) { 
        //1.找到插入的位置
        RBNode parent = null;
        RBNode x = this.root;
        while(x != null) { 
            parent = x;
    
            //a > b 则返回 1，否则返回 -1 ，相等返回0
            int cmp = node.key.compareTo(parent.key);
    
            if(cmp < 0) { 
                x = x.left;
            } else if(cmp == 0) { 
                parent.setValue(node.value);
                return;
            } else { 
                x = x.right;
            }
        }
    
        node.parent = parent;
    
        if(parent != null) { 
            if(node.key.compareTo(parent.key) < 0) { 
                parent.left = node;
            } else { 
                parent.right = node;
            }
        } else { 
            this.root = node;
        }
    
        //插入之后需要进行修复红黑树，让红黑树再次平衡。
        insertFixUp(node);
    }

# 修正插入导致红黑树失衡的方法定义：insertFIxUp(RBNode node);（重点!!!) #

/** * 插入后修复红黑树平衡的方法 * |---情景1：红黑树为空树 * |---情景2：插入节点的key已经存在 * |---情景3：插入节点的父节点为黑色 * * 情景4 需要咱们去处理 * |---情景4：插入节点的父节点为红色 * |---情景4.1：叔叔节点存在，并且为红色（父-叔 双红） * |---情景4.2：叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的左子树 * |---情景4.2.1：插入节点为其父节点的左子节点（LL情况） * |---情景4.2.2：插入节点为其父节点的右子节点（LR情况） * |---情景4.3：叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的右子树 * |---情景4.3.1：插入节点为其父节点的右子节点（RR情况） * |---情景4.3.2：插入节点为其父节点的左子节点（RL情况） */
    private void insertFixUp(RBNode node) { 
       RBNode parent = parentOf(node);
       RBNode gparent = parentOf(parent);
       //存在父节点且父节点为红色
       if(parent != null && isRed(parent)) { 
           //父节点是红色的，那么一定存在爷爷节点
    
           //父节点为爷爷节点的左子树
           if(parent == gparent.left) { 
               RBNode uncle = gparent.right;
               //4.1：叔叔节点存在，并且为红色（父-叔 双红）
               //将父和叔染色为黑色，再将爷爷染红，并将爷爷设置为当前节点，进入下一次循环判断
               if(uncle != null && isRed(uncle)) { 
                   setBlack(parent);
                   setBlack(uncle);
                   setRed(gparent);
                   insertFixUp(gparent);
                   return;
               }
    
               //叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的左子树
               if(uncle == null || isBlack(uncle)) { 
                   //插入节点为其父节点的右子节点（LR情况）=>
                   //左旋（父节点），当前节点设置为父节点，进入下一次循环
                   if(node == parent.right) { 
                       leftRotate(parent);
                       insertFixUp(parent);
                       return;
                   }
    
                   //插入节点为其父节点的左子节点（LL情况）=>
                   //变色（父节点变黑，爷爷节点变红），右旋爷爷节点
                   if(node == parent.left) { 
                       setBlack(parent);
                       setRed(gparent);
                       rightRotate(gparent);
                   }
               }
    
           } else { //父节点为爷爷节点的右子树
               RBNode uncle = gparent.left;
               //4.1：叔叔节点存在，并且为红色（父-叔 双红）
               //将父和叔染色为黑色，再将爷爷染红，并将爷爷设置为当前节点，进入下一次循环判断
               if(uncle != null && isRed(uncle)) { 
                   setBlack(parent);
                   setBlack(uncle);
                   setRed(gparent);
                   insertFixUp(gparent);
                   return;
               }
    
               //叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的右子树
               if(uncle == null || isBlack(uncle)) { 
                   //插入节点为其父节点的左子节点（RL情况）
                   //右旋（父节点）得到RR情况，当前节点设置为父节点，进入下一次循环
                   if(node == parent.left) { 
                       rightRotate(parent);
                       insertFixUp(parent);
                       return;
                   }
    
                   //插入节点为其父节点的右子节点（RR情况）=>
                   //变色（父节点变黑，爷爷节点变红），右旋爷爷节点
                   if(node == parent.right) { 
                       setBlack(parent);
                       setRed(gparent);
                       leftRotate(gparent);
                   }
               }
    
           }
       }
    
       setBlack(this.root);
    }

# 完整代码 #

public class TreeOperation { 
          /* 树的结构示例： 1 / \ 2 3 / \ / \ 4 5 6 7 */
    
        // 用于获得树的层数
        public static int getTreeDepth(RBTree.RBNode root) { 
            return root == null ? 0 : (1 + Math.max(getTreeDepth(root.getLeft()), getTreeDepth(root.getRight())));
        }
        
        private static void writeArray(RBTree.RBNode currNode, int rowIndex, int columnIndex, String[][] res, int treeDepth) { 
            // 保证输入的树不为空
            if (currNode == null) return;
            // 先将当前节点保存到二维数组中
            res[rowIndex][columnIndex] = String.valueOf(currNode.getKey() /*+ "-" + (currNode.isColor() ? "R" : "B") + ""*/);
    
            // 计算当前位于树的第几层
            int currLevel = ((rowIndex + 1) / 2);
            // 若到了最后一层，则返回
            if (currLevel == treeDepth) return;
            // 计算当前行到下一行，每个元素之间的间隔（下一行的列索引与当前元素的列索引之间的间隔）
            int gap = treeDepth - currLevel - 1;
    
            // 对左儿子进行判断，若有左儿子，则记录相应的"/"与左儿子的值
            if (currNode.getLeft() != null) { 
                res[rowIndex + 1][columnIndex - gap] = "/";
                writeArray(currNode.getLeft(), rowIndex + 2, columnIndex - gap * 2, res, treeDepth);
            }
    
            // 对右儿子进行判断，若有右儿子，则记录相应的"\"与右儿子的值
            if (currNode.getRight() != null) { 
                res[rowIndex + 1][columnIndex + gap] = "\\";
                writeArray(currNode.getRight(), rowIndex + 2, columnIndex + gap * 2, res, treeDepth);
            }
        }
        
        public static void show(RBTree.RBNode root) { 
            if (root == null) System.out.println("EMPTY!");
            // 得到树的深度
            int treeDepth = getTreeDepth(root);
    
            // 最后一行的宽度为2的（n - 1）次方乘3，再加1
            // 作为整个二维数组的宽度
            int arrayHeight = treeDepth * 2 - 1;
            int arrayWidth = (2 << (treeDepth - 2)) * 3 + 1;
            // 用一个字符串数组来存储每个位置应显示的元素
            String[][] res = new String[arrayHeight][arrayWidth];
            // 对数组进行初始化，默认为一个空格
            for (int i = 0; i < arrayHeight; i ++) { 
                for (int j = 0; j < arrayWidth; j ++) { 
                    res[i][j] = " ";
                }
            }
    
            // 从根节点开始，递归处理整个树
            // res[0][(arrayWidth + 1)/ 2] = (char)(root.val + '0');
            writeArray(root, 0, arrayWidth/ 2, res, treeDepth);
    
            // 此时，已经将所有需要显示的元素储存到了二维数组中，将其拼接并打印即可
            for (String[] line: res) { 
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < line.length; i ++) { 
                    sb.append(line[i]);
                    if (line[i].length() > 1 && i <= line.length - 1) { 
                        i += line[i].length() > 4 ? 2: line[i].length() - 1;
                    }
                }
                System.out.println(sb.toString());
            }
        }
    }
    
    
    
    /** * ①创建RBTree，定义颜色 * ②创建RBNode * ③辅助方法定义：parentOf(node)，isRed(node)，setRed(node)，setBlack(node)，inOrderPrint(RBNode tree) * ④左旋方法定义：leftRotate(node) * ⑤右旋方法定义：rightRotate(node) * ⑥公开插入接口方法定义：insert(K key, V value); * ⑦内部插入接口方法定义：insert(RBNode node); * ⑧修正插入导致红黑树失衡的方法定义：insertFIxUp(RBNode node); * ⑨测试红黑树正确性 */
    public class RBTree <K extends Comparable<K>, V> { 
        //定义颜色常量
        private static final boolean RED = true;
        private static final boolean BLACK = false;
    
        //红黑树的树根
        private RBNode root;
    
        public RBNode getRoot() { 
            return root;
        }
    
        /** * 公开的插入接口 * @param key 键 * @param value 值 */
        public void insert(K key, V value) { 
           RBNode node = new RBNode();
           node.setKey(key);
           node.setValue(value);
           node.setColor(RED);
           insert(node);
        }
    
        /** * 内部插入接口定义 */
        private void insert(RBNode node) { 
            //1.找到插入的位置
            RBNode parent = null;
            RBNode x = this.root;
            while(x != null) { 
                parent = x;
    
                //a > b 则返回 1，否则返回 -1 ，相等返回0
                int cmp = node.key.compareTo(parent.key);
    
                if(cmp < 0) { 
                    x = x.left;
                } else if(cmp == 0) { 
                    parent.setValue(node.value);
                    return;
                } else { 
                    x = x.right;
                }
            }
    
            node.parent = parent;
    
            if(parent != null) { 
                if(node.key.compareTo(parent.key) < 0) { 
                    parent.left = node;
                } else { 
                    parent.right = node;
                }
            } else { 
                this.root = node;
            }
    
            //插入之后需要进行修复红黑树，让红黑树再次平衡。
            insertFixUp(node);
        }
    
    
        /** * 插入后修复红黑树平衡的方法 * |---情景1：红黑树为空树 * |---情景2：插入节点的key已经存在 * |---情景3：插入节点的父节点为黑色 * * 情景4 需要咱们去处理 * |---情景4：插入节点的父节点为红色 * |---情景4.1：叔叔节点存在，并且为红色（父-叔 双红） * |---情景4.2：叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的左子树 * |---情景4.2.1：插入节点为其父节点的左子节点（LL情况） * |---情景4.2.2：插入节点为其父节点的右子节点（LR情况） * |---情景4.3：叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的右子树 * |---情景4.3.1：插入节点为其父节点的右子节点（RR情况） * |---情景4.3.2：插入节点为其父节点的左子节点（RL情况） */
        private void insertFixUp(RBNode node) { 
            RBNode parent = parentOf(node);
            RBNode gparent = parentOf(parent);
            //存在父节点且父节点为红色
            if(parent != null && isRed(parent)) { 
                //父节点是红色的，那么一定存在爷爷节点
    
                //父节点为爷爷节点的左子树
                if(parent == gparent.left) { 
                    RBNode uncle = gparent.right;
                    //4.1：叔叔节点存在，并且为红色（父-叔 双红）
                    //将父和叔染色为黑色，再将爷爷染红，并将爷爷设置为当前节点，进入下一次循环判断
                    if(uncle != null && isRed(uncle)) { 
                        setBlack(parent);
                        setBlack(uncle);
                        setRed(gparent);
                        insertFixUp(gparent);
                        return;
                    }
    
                    //叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的左子树
                    if(uncle == null || isBlack(uncle)) { 
                        //插入节点为其父节点的右子节点（LR情况）=>
                        //左旋（父节点），当前节点设置为父节点，进入下一次循环
                        if(node == parent.right) { 
                            leftRotate(parent);
                            insertFixUp(parent);
                            return;
                        }
    
                        //插入节点为其父节点的左子节点（LL情况）=>
                        //变色（父节点变黑，爷爷节点变红），右旋爷爷节点
                        if(node == parent.left) { 
                            setBlack(parent);
                            setRed(gparent);
                            rightRotate(gparent);
                        }
                    }
    
                } else { //父节点为爷爷节点的右子树
                    RBNode uncle = gparent.left;
                    //4.1：叔叔节点存在，并且为红色（父-叔 双红）
                    //将父和叔染色为黑色，再将爷爷染红，并将爷爷设置为当前节点，进入下一次循环判断
                    if(uncle != null && isRed(uncle)) { 
                        setBlack(parent);
                        setBlack(uncle);
                        setRed(gparent);
                        insertFixUp(gparent);
                        return;
                    }
    
                    //叔叔节点不存在，或者为黑色，父节点为爷爷节点的右子树
                    if(uncle == null || isBlack(uncle)) { 
                        //插入节点为其父节点的左子节点（RL情况）
                        //右旋（父节点）得到RR情况，当前节点设置为父节点，进入下一次循环
                        if(node == parent.left) { 
                            rightRotate(parent);
                            insertFixUp(parent);
                            return;
                        }
    
                        //插入节点为其父节点的右子节点（RR情况）=>
                        //变色（父节点变黑，爷爷节点变红），右旋爷爷节点
                        if(node == parent.right) { 
                            setBlack(parent);
                            setRed(gparent);
                            leftRotate(gparent);
                        }
                    }
    
                }
            }
    
            setBlack(this.root);
        }
    
    
        /** * 左旋方法 * 左旋示意图：左旋x节点 * p p * | | * x y * / \ ----> / \ * lx y x ry * / \ / \ * ly ry lx ly * * 左旋做了几件事？ * 1.将y的左子节点赋值给x的右边，并且把x设置为y的左子节点的父节点 * 2.将x的父节点（非空时）指向y，更新y的父节点为x的父节点 * 3.将y的左子节点指向x，更新x的父节点为y */
        private void leftRotate(RBNode x) { 
            RBNode y = x.right;
            //将y的左子节点赋值给x的右边
            x.right = y.left;
            //并且把x设置为y的左子节点的父节点
            if(y.left != null) { 
                y.left.parent = x;
            }
    
            //将x的父节点（非空时）指向y
            if(x.parent != null) { 
                //如果x是parent左子树，则把y安放到parent的左边
                if(x.parent.left == x) { 
                    x.parent.left = y;
                } else { //否则把y安放到parent的右边
                    x.parent.right = y;
                }
                //更新y的父节点为x的父节点
                y.parent = x.parent;
            } else { 
                this.root = y;
                this.root.parent = null;
            }
    
            y.left = x;
            x.parent = y;
        }
    
    
        /** * 右旋方法 * 右旋示意图：右旋y节点 * * p p * | | * y x * / \ ----> / \ * x ry lx y * / \ / \ *lx ly ly ry * * 右旋都做了几件事？ * 1.将x的右子节点 赋值 给了 y 的左子节点，并且更新x的右子节点的父节点为 y * 2.将y的父节点（不为空时）指向x，更新x的父节点为y的父节点 * 3.将x的右子节点指向y，更新y的父节点为x */
        private void rightRotate(RBNode y) { 
            //1.将x的右子节点赋值给y的左子节点，并将y赋值给x右子节点的父节点（x右子节点非空时）
            RBNode x = y.left;
            y.left = x.right;
            if(x.right != null) { 
                x.right.parent = y;
            }
    
            //2.将y的父节点p（非空时）赋值给x的父节点，同时更新p的子节点为x（左或右）
            x.parent = y.parent;
    
            if(y.parent != null) { 
                if(y.parent.left == y) { 
                    y.parent.left = x;
                } else { 
                    y.parent.right = x;
                }
            } else { 
                this.root = x;
                this.root.parent = null;
            }
    
            //3.将x的右子节点赋值为y，将y的父节点设置为x
            x.right = y;
            y.parent = x;
        }
    
    
        /** * 获取当前节点的父节点 */
        private RBNode parentOf(RBNode node) { 
            if(node != null) { 
                return node.parent;
            }
            return null;
        }
    
        /** * node节点是否为红色 * @return boolean true 表示是红色 false 表示不是红色 */
        private boolean isRed(RBNode node) { 
            if(node != null) { 
                return node.isColor() == RED;
            }
            return false;
        }
    
        /** * 设置节点为红色 */
        private void setRed(RBNode node) { 
            if(node != null) { 
                node.setColor(RED);
            }
        }
    
        /** * 设置节点为黑色 */
        private void setBlack(RBNode node) { 
            if(node != null) { 
                node.setColor(BLACK);
            }
        }
    
        /** * 中序打印，可以将二叉查找树有顺序的打印出来 */
        public void inOrderPrint() { 
            if(this.root != null) { 
                inOrderPrint(this.root);
            }
        }
    
        private void inOrderPrint(RBNode node) { 
            if(node != null) { 
                inOrderPrint(node.left);
                System.out.println("key -> " + node.key + ", value -> " + node.value);
                inOrderPrint(node.right);
            }
        }
    
    
        /** * node节点是否为黑色 * @return boolean true 表示是黑色 false 表示不是黑色 */
        private boolean isBlack(RBNode node) { 
            if(node != null) { 
                return node.isColor() == BLACK;
            }
            return false;
        }
    
        /** * 红黑树Node */
        static class RBNode<K extends Comparable<K>, V> { 
            //颜色
            private boolean color;
            //左子节点
            private RBNode left;
            //右子节点
            private RBNode right;
            //父节点
            private RBNode parent;
            //key
            private K key;
            //value
            private V value;
    
            public RBNode(boolean color, RBNode left, RBNode right, RBNode parent, K key, V value) { 
                this.color = color;
                this.left = left;
                this.right = right;
                this.parent = parent;
                this.key = key;
                this.value = value;
            }
    
            public RBNode() { 
            }
    
            public boolean isColor() { 
                return color;
            }
    
            public void setColor(boolean color) { 
                this.color = color;
            }
    
            public RBNode getLeft() { 
                return left;
            }
    
            public void setLeft(RBNode left) { 
                this.left = left;
            }
    
            public RBNode getRight() { 
                return right;
            }
    
            public void setRight(RBNode right) { 
                this.right = right;
            }
    
            public RBNode getParent() { 
                return parent;
            }
    
            public void setParent(RBNode parent) { 
                this.parent = parent;
            }
    
            public K getKey() { 
                return key;
            }
    
            public void setKey(K key) { 
                this.key = key;
            }
    
            public V getValue() { 
                return value;
            }
    
            public void setValue(V value) { 
                this.value = value;
            }
        }
    
        /***************************************************************************** * Print Method *****************************************************************************/
    
        public void padding ( String ch, int n ) { 
            int i;
            for ( i = 0; i < n; i++ )
                System.out.printf(ch);
    
        }
    
        void print_node (RBNode root, int level ) { 
            if ( root == null ) { 
                padding ( "\t", level );
                System.out.println( "NIL" );
    
            } else { 
                print_node ( root.right, level + 1 );
                padding ( "\t", level );
                if(root.color == BLACK) { 
                    System.out.printf(root.key + "(" + (root.isColor() ? "红" : "黑") +")" + "\n");
                } else
                    System.out.printf(root.key  + "(" + (root.isColor() ? "红" : "黑") +")" + "\n");
                print_node ( root.left, level + 1 );
            }
        }
    
        void print_tree() { 
            print_node(this.root,0);
            System.out.printf("-------------------------------------------\n");
        }
    }
    
    
    import java.util.Scanner;
    
    public class TestRBTree { 
        public static void main(String[] args) { 
            RBTree<String, Object> rbt = new RBTree();
            //测试输入：ijkgefhdabc
            while(true) { 
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                System.out.println("请输入key:");
                String key = sc.next();
    
                rbt.insert(key, null);
                TreeOperation.show(rbt.getRoot());
            }
        }
    }

# 视频讲解 #

[b站视频讲解][b]我觉得讲得很不错，推荐给大家

[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_44624410/article/details/109222181
[b]: https://www.bilibili.com/video/BV1UJ411J7CU?p=1