C++ 红黑树实现

我实现了一个红黑树，然后在其中插入

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

。但我的树似乎不平衡，因为预顺序遍历看起来是这样的：

4,2,1,3,6,5,8,7,9,10

，顺序遍历：

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

。这意味着根是

4

，树是不平衡的！这是我的密码

void RedBlackTree::leftRotate(RedBlackTreeNode * x){
    RedBlackTreeNode *y = x->right; //set y
    y = x->right;
    x->right = y->left;
    if (y->left != nilLeaf)
        y->left->p = x;
    y->p = x->p;
    if (x->p == nilLeaf)
        root = y;
    else if (x == x->p->left)
        x->p->left = y;
    else x->p->right = y;
    y->left = x;
    x->p = y;
}

void RedBlackTree::rightRotate(RedBlackTreeNode * x){
    RedBlackTreeNode *y = x->left; //set y
    y = x->left;
    x->left = y->right;
    if (y->right != nilLeaf)
        y->right->p = x;
    y->p = x->p;
    if (x->p == nilLeaf)
        root = y;
    else if (x == x->p->right)
        x->p->right = y;
    else x->p->left = y;
    y->right = x;
    x->p = y;
}

void RedBlackTree::insert(const Point &newItem){
    size++;
    if (empty){
        root->key = newItem;
        empty = false;
        return;
    }

    RedBlackTreeNode * z = new RedBlackTreeNode; 
    z->key = newItem;
    z->right = z->left = z->p = nilLeaf;

    RedBlackTreeNode *y = nilLeaf;// = new RedBlackTreeNode;
    RedBlackTreeNode *x = root;// = new RedBlackTreeNode;

    while (x != nilLeaf)
    {
        y = x;
        if (z->key < x->key)
            x = x->left;
        else
            x = x->right;
    }
    z->p = y;
    if (y == nilLeaf)
        root = z;
    else if (z->key < y->key)
        y->left = z;
    else
        y->right = z;

    z->left = nilLeaf;
    z->right = nilLeaf;
    z->color = RedBlackTreeNode::Red;

    insertFixUp(z);
}

void RedBlackTree::insertFixUp(RedBlackTreeNode* z){
    while (z->p->color == RedBlackTreeNode::Red)
    {
        if (z->p == z->p->p->left)
        {
            RedBlackTreeNode* y = z->p->p->right;
            if (y->color == RedBlackTreeNode::Red)
            {
                z->p->color = RedBlackTreeNode::Black;
                y->color = RedBlackTreeNode::Black;
                z->p->p->color = RedBlackTreeNode::Red;
                z = z->p->p;
            }
            else if (z == z->p->right)
            {
                z = z->p;
                leftRotate(z);
            }
            else{
                z->p->color = RedBlackTreeNode::Black;
                z->p->p->color = RedBlackTreeNode::Red;
                rightRotate(z->p->p);
            }
        }
        else if (z->p == z->p->p->right)
        {
            RedBlackTreeNode* y = z->p->p->left;
            if (y->color == RedBlackTreeNode::Red)
            {
                z->p->color = RedBlackTreeNode::Black;
                y->color = RedBlackTreeNode::Black;
                z->p->p->color = RedBlackTreeNode::Red;
                z = z->p->p;
            }
            else if (z == z->p->left)
            {
                z = z->p;
                rightRotate(z);                             //**
            }
            else{
                z->p->color = RedBlackTreeNode::Black;
                z->p->p->color = RedBlackTreeNode::Red;
                leftRotate(z->p->p);                        //**
            }
        }
    }
    root->color = RedBlackTreeNode::Black;
}

void RedBlackTree:：leftRotate（RedBlackTreeNode*x）{
RedBlackTreeNode*y=x->right；//设置y
y=x->右；
x->右=y->左；
如果（y->左！=nilLeaf）
y->左->p=x；
y->p=x->p；
如果（x->p==nilliaf）
根=y；
如果（x==x->p->左）
x->p->left=y；
否则x->p->right=y；
y->左=x；
x->p=y；
}
void RedBlackTree:：rightRotate（RedBlackTreeNode*x）{
RedBlackTreeNode*y=x->left；//设置y
y=x->左；
x->左=y->右；
如果（y->右！=nilLeaf）
y->右->p=x；
y->p=x->p；
如果（x->p==nilliaf）
根=y；
如果（x==x->p->right），则为else
x->p->右=y；
否则x->p->left=y；
y->右=x；
x->p=y；
}
void RedBlackTree:：insert（常量点和newItem）{
大小++；
if（空）{
root->key=newItem；
空=假；
返回；
}
RedBlackTreeNode*z=新的RedBlackTreeNode；
z->key=newItem；
z->right=z->left=z->p=nilliaf；
RedBlackTreeNode*y=nilLeaf；//=新的RedBlackTreeNode；
RedBlackTreeNode*x=根；//=新的RedBlackTreeNode；
while（x！=nilliaf）
{
y=x；
如果（z->keykey）
x=x->左；
其他的
x=x->右；
}
z->p=y；
如果（y==nilliaf）
根=z；
否则如果（z->keykey）
y->左=z；
其他的
y->右=z；
z->左=零叶；
z->右=零叶；
z->color=RedBlackTreeNode:：Red；
插入固定（z）；
}
void RedBlackTree:：insertFixUp（RedBlackTreeNode*z）{
而（z->p->color==RedBlackTreeNode:：Red）
{
如果（z->p==z->p->p->left）
{
红黑树节点*y=z->p->p->右；
如果（y->color==RedBlackTreeNode:：Red）
{
z->p->color=RedBlackTreeNode:：Black；
y->color=RedBlackTreeNode:：Black；
z->p->p->color=RedBlackTreeNode:：Red；
z=z->p->p；
}
否则如果（z==z->p->right）
{
z=z->p；
左旋转（z）；
}
否则{
z->p->color=RedBlackTreeNode:：Black；
z->p->p->color=RedBlackTreeNode:：Red；
右旋转（z->p->p）；
}
}
否则如果（z->p==z->p->p->右侧）
{
红黑树节点*y=z->p->p->左；
如果（y->color==RedBlackTreeNode:：Red）
{
z->p->color=RedBlackTreeNode:：Black；
y->color=RedBlackTreeNode:：Black；
z->p->p->color=RedBlackTreeNode:：Red；
z=z->p->p；
}
否则如果（z==z->p->左）
{
z=z->p；
右旋转（z）//**
}
否则{
z->p->color=RedBlackTreeNode:：Black；
z->p->p->color=RedBlackTreeNode:：Red；
左旋转（z->p->p）//**
}
}
}
根->颜色=RedBlackTreeNode:：黑色；
}

但是我很确定，

insertFixUp

有问题。因为此代码在大多数示例中都可以正常工作，但在某些情况下（如上面的示例），节点高度之间的差异将大于2

---

编辑：如果我在其中插入一些随机数，这段代码就可以正常工作，当我在其中插入排序的数字时就会出现问题

此代码没有问题。根据：

'这些约束强制执行红黑树的一个关键特性：从根到最远叶子的路径长度不超过从根到最近叶子路径的两倍。结果是，这棵树的高度大致平衡'

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所以4作为根没有什么错。尝试在树中插入更多数字，您将看到，根目录将发生更改，并且所述属性将始终保持不变。

您是否使用调试器检查了代码以了解发生了什么情况？不幸的是，我不知道如何使用MSVS调试器。Iv尝试使用cerr打印每个州，但我找不到问题@NathanOliver@MoNo总有一天你会学会的，我建议你现在就去学。尝试放置断点并按f10/f11几次。尝试悬停一些变量名以查看其值。确保在调试模式下编译！看一看。学习如何逐步完成代码是一项非常重要的编程技能。我认为您的实现很好。看看一棵红黑相间的树。尝试添加示例中的数字，根将为4。如果您仍然认为您的实现有错误，请在问题中添加更多细节（至少是

RedBlackTree

class的完整代码）。