Java数据结构之红黑树的真正理解

//对treeMap的红黑树理解注解. 2017.02.16 by 何锦彬 JDK,1.7.51<br> <br>/** From CLR */
 private void fixAfterInsertion(Entry<K, V> x) {
 
   
   
  //新加入红黑树的默认节点就是红色
  x.color = RED;
  /**
   * 1. 如为根节点直接跳出
   */
  while (x != null && x != root && x.parent.color == RED) {
    
   if (parentOf(x) == leftOf(parentOf(parentOf(x)))) {
     
    //如果X的父节点（P）是其父节点的父节点（G）的左节点
    //即 下面这种情况
    /**
     *       G
     *    P(RED)    U
     */    
    //获取其叔(U)节点
    Entry<K, V> y = rightOf(parentOf(parentOf(x)));
    if (colorOf(y) == RED) {
     // 这种情况，对应下面 图：情况一
     /**
      *       G
      *    P(RED)    U(RED)
      *   X
      */
     //如果叔节点是红色的（父节点有判断是红色）. 即是双红色，比较好办，通过改变颜色就行. 把P和U都设置成黑色然后,X加到P节点。 G节点当作新加入节点继续迭代
     setColor(parentOf(x), BLACK);
     setColor(y, BLACK);
     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
     x = parentOf(parentOf(x));
    } else {
     //处理红父，黑叔的情况
     if (x == rightOf(parentOf(x))) {
      // 这种情况，对应下面 图：情况二
      /**
       *       G
       *   P(RED)      U(BLACK)
       *      X
       */
      //如果X是右边节点
      x = parentOf(x);
      // 进行左旋
      rotateLeft(x);
     }
     //左旋后，是这种情况了，对应下面 图：情况三
     /**
      *       G
      *   P(RED)      U(BLACK)
      *  X
      */
      
     // 到这，X只能是左节点了，而且P是红色，U是黑色的情况
     //把P改成黑色，G改成红色，以G为节点进行右旋
     setColor(parentOf(x), BLACK);
     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
     rotateRight(parentOf(parentOf(x)));
    }
   } else {
    //父节点在右边的
    /**
     *       G
     *     U    P(RED)
     */    
    //获取U
    Entry<K, V> y = leftOf(parentOf(parentOf(x)));
     
    if (colorOf(y) == RED) {
     //红父红叔的情况
     /**
      *       G
      *    U(RED)    P(RED)
      */ 
     setColor(parentOf(x), BLACK);
     setColor(y, BLACK);
     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
     //把G当作新插入的节点继续进行迭代
     x = parentOf(parentOf(x));
    } else {
     //红父黑叔，并且是右父的情况
     /**
      *       G
      *    U(RED)    P(RED)
      */ 
     if (x == leftOf(parentOf(x))) {
     //如果插入的X是左节点
      /**
      *       G
      *   U(BLACK)      P(RED)
      *          X    
      */
      x = parentOf(x);
      //以P为节点进行右旋
      rotateRight(x);
     }
     //右旋后
     /**
      *       G
      *   U(BLACK)      P(RED)
      *              X
      */
     setColor(parentOf(x), BLACK);
     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
     //以G为节点进行左旋
     rotateLeft(parentOf(parentOf(x)));
    }
   }
  }
  //红黑树的根节点始终是黑色
  root.color = BLACK;
 }

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
     if ((e = p.next) == null) {
      p.next = newNode(hash, key, value, null);
      //JDK8 的hashmap，链表到了8就需要变成颗红黑树了
      if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
       treeifyBin(tab, hash);
      break;
     }

//hashmap的红黑树平衡
   static <K,V> TreeNode<K,V> balanceInsertion(TreeNode<K,V> root,
               TreeNode<K,V> x) {
     x.red = true;
     //死循环加变量定义，总感觉JAVA很少这样写代码 哈
     for (TreeNode<K,V> xp, xpp, xppl, xppr;;) {
      //xp X父节点， XPP X的祖父节点， XPPL 祖父左节点 XXPR 祖父右节点 
      if ((xp = x.parent) == null) {
       x.red = false;
       return x;
      }
      // 如果父节点是黑色， 或者XP父节点是空，直接返回
      else if (!xp.red || (xpp = xp.parent) == null)
       return root;
      
      // 下面的代码就和上面的很treeMap像了，
      
      if (xp == (xppl = xpp.left)) {
        // 第一种情况, 赋值xppl
       //父节点是左节点的情况,下面这种
       /**
        *       G
        *    P(RED)    U
        */    
       if ((xppr = xpp.right) != null && xppr.red) {
        //如果红叔的情况
         // 这种情况，对应下面 图：情况一
        /**
         *       G
         *    P(RED)    U(RED)
         *   X
         */
         //改变其颜色，
        xppr.red = false;
        xp.red = false;
        xpp.red = true;
        x = xpp;
       }
       else {
         // 黑叔的情况
        // 这种情况
        /**
         *       G
         *    P(RED)    U(BLACK)
         */
        if (x == xp.right) {
         //如果插入节点在右边 这种
          // 这种情况，对应下面 图：情况二
         /**
          *       G
          *   P(RED)      U(BLACK)
          *      X
          */
         //需要进行左旋
         root = rotateLeft(root, x = xp);
         xpp = (xp = x.parent) == null ? null : xp.parent;
        }
        //左旋后情况都是这种了，对应下面 图：情况三
        /**
         *       G
         *   P(RED)      U(BLACK)
         *  X
         */
        // 到这，X只能是左节点了，而且P是红色，U是黑色的情况
        if (xp != null) {
        //把P改成黑色，G改成红色, 以G为节点进行右旋
         xp.red = false;
         if (xpp != null) {
          xpp.red = true;
          root = rotateRight(root, xpp);
         }
        }
       }
      }
      else {
        //父节点在右边的
       /**
        *       G
        *     U    P(RED)
        */    
       //获取U
       if (xppl != null && xppl.red) {
        //红父红叔的情况
         /**
         *       G
         *     U(RED)    P(RED)
         */    
        xppl.red = false;
        xp.red = false;
        xpp.red = true;
        x = xpp;
       }
       else {
        
        if (x == xp.left) {
         //如果插入的X是右节点
         /**
          *       G
          *   U(BLACK)      P(RED)
          *          X    
          */
         root = rotateRight(root, x = xp);
         xpp = (xp = x.parent) == null ? null : xp.parent;
        }
        //右旋后
        /**
         *       G
         *   U(BLACK)      P(RED)
         *              X
         */
        if (xp != null) {
         //把P改成黑色，G改成红色,
         xp.red = false;
         if (xpp != null) {
          xpp.red = true;
          //以G节点左旋
          root = rotateLeft(root, xpp);
         }
        }
       }
      }
 }