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amiwrong123
V2EX  ›  Java

hashmap 里红黑树操作 balanceInsertion 的一个疑问?我懵了,你呢

  •  
  •   amiwrong123 · 2019-12-22 18:50:21 +08:00 · 3722 次点击
    这是一个创建于 1809 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
                    if (xp == (xppl = xpp.left)) {
                        if ((xppr = xpp.right) != null && xppr.red) {
                            xppr.red = false;
                            xp.red = false;
                            xpp.red = true;
                            x = xpp;
                        }
                        else {
                        	//两个连续的 if,但第一个 if 不一定执行
                            if (x == xp.right) {
                                root = rotateLeft(root, x = xp);
                                xpp = (xp = x.parent) == null ? null : xp.parent;
                            }
                            if (xp != null) {
                                xp.red = false;
                                if (xpp != null) {
                                    xpp.red = true;
                                    root = rotateRight(root, xpp);
                                }
                            }
                        }
                    }
    

    源码是 1.8。现在假设已经进入了if ((xppr = xpp.right) != null && xppr.red)的 else 分支,里面有两个连续的 if,但第一个 if 不一定执行。其实第一个 if 的效果就是调整 x 和 xp 之间的左右关系,如果 x 是 xp 的右孩子,那么要调整为左孩子,再执行第二个 if。示意图如下(标记了 1,2 是因为 x 和 xp 的引用会互换,所以这两个节点必须看真实的标号; xpp 到 xppr 是虚线表示 xpp 的右孩子要么没有,要么是黑色;): QzJ1e0.jpg 但是我发现,如果 x 是 xp 的右孩子,那么我不调整,好像也是对的啊。示意图如下: QzJDw6.jpg

    其实我心里感觉不调整肯定是错的,但是我又无法说服自己,越想越乱,急需 v 友们的指点啊!

    其实有点思路,但又不知道对不对:

    • 第一个图的初始状态,x (以后称为 2 号节点)的左右子树的黑节点数量肯定是相等的,我观察了一下,最终状态时,2 号节点的左子树会给 1 号节点当右孩子(左旋操作),2 号节点的右子树会给 xpp 当左孩子(右旋操作),所以这就是调整之后能再次平衡的原因吗?(那 1 号节点,xppr 的黑节点个数就不用考虑了吗?)
    • 再看第二个图(第二个图,x 和 xp 引用不会互换,所以照常称呼),也是分析初始状态的子树,xp 的左子树还是 xp 的左边,xp 的右子树也就是 x,也还在 xp 的右边,只不过更深了而已。那好像看起来也对啊?
    • 还有就是,是不是可以认为 balanceInsertion 的循环过程就是,从下到上地调整,每循环完成一次后,就会使得 x 的左右子树平衡,然后再另 x 引用往上移动,然后再次循环。简单的说,balanceInsertion 的每次循环结束,都会保证 x 引用的左右平衡。

    不行了,我已经懵了,说得有点乱,见谅。PS:v 友推荐的 draw.io 真香

    第 1 条附言  ·  2019-12-22 19:37:05 +08:00
    手机这段代码看的效果不好,这里附上 balanceInsertion 的源码 https://paste.ubuntu.com/p/nFYGJv3fGr/ 大家将就看一下吧
    8 条回复    2019-12-23 15:05:24 +08:00
    crackhopper
        1
    crackhopper  
       2019-12-23 11:12:48 +08:00
    我觉得你的算法最后需要把 xpp 那个红色,变成黑色。然后调整前后,黑色深度变了。

    另外红黑树算法不是一个直观的对 2-3-4 树算法的变换么,2-3-4 树算法怎么样,对应红黑树算法怎么调整。
    amiwrong123
        2
    amiwrong123  
    OP
       2019-12-23 11:32:53 +08:00
    @crackhopper
    “你的算法”指的是第二个图呗。把 xpp 那个红色,变成黑色,那好像就更不对了啊。而且我第二个图肯定是错误的思路,只是我想论证为什么它是错误的。

    什么!!!还他么有个 2-3-4 树啊,我已经学不过来了。学完这些树,自挂东南枝
    crackhopper
        3
    crackhopper  
       2019-12-23 11:38:26 +08:00
    @amiwrong123 红黑树性质:红色不能相邻。另外 2-3-4 树来理解红黑树更容易。你值得拥有。(红色+黑色节点就是模拟 2-3-4 树的节点的)
    amiwrong123
        4
    amiwrong123  
    OP
       2019-12-23 11:46:48 +08:00
    @crackhopper
    虽然它值得拥有,但是我现在可能没时间去拥有它😂(刚百度了一下,好像没咋看懂)。而且 hashmap 刚好有红黑树的所有实现,我合计从代码里理解红黑树,应该会更加深刻。
    hehheh
        5
    hehheh  
       2019-12-23 12:59:46 +08:00
    红黑树的 case 表太多了,我以前花了 1 天时间去专门理解不同的 case 是怎么处理的,然后现在全忘光了。维基百科上讲的挺好的。
    amiwrong123
        6
    amiwrong123  
    OP
       2019-12-23 13:13:01 +08:00 via Android
    @hehheh
    好吧,回头我看看维基百科。其实看完 hashmap 源码,感觉这些 case 思路也比较清晰了啊,感觉也没那么多。

    “现在全忘了”,难道这就是大家不回我的原因吗😂
    hehheh
        7
    hehheh  
       2019-12-23 14:43:41 +08:00
    @amiwrong123 不回你的原因是很多人根本不会去手写红黑树, 除了无聊在校大学生,比如若干年前的我。还有就是我觉得这个面试不会问,最多问你红黑树的大致原理以及为什么发明这个东西。
    amiwrong123
        8
    amiwrong123  
    OP
       2019-12-23 15:05:24 +08:00
    @hehheh
    好吧,手写红黑树那可太难了。我也就是看看源码,再自己理解下。

    从面试角度说,确实应该不会问这么细。大致原理现在我也了解了(其实就是看看博客),就是现在正在看 hashmap 源码,刚看到链表转为红黑树那儿(超过 8 个就树化那个函数),然后以深度遍历的方式看着看着,就看到了这里😂
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