117.info
人生若只如初见

实现C++中支持多线程访问的线程安全红黑树

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

enum Color {
    RED,
    BLACK
};

template 
class Node {
public:
    T key;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* parent;
    Color color;

    Node(T key) : key(key), left(nullptr), right(nullptr), parent(nullptr), color(RED) {}
};

template 
class RedBlackTree {
private:
    Node* root;
    std::mutex m;

public:
    RedBlackTree() : root(nullptr) {}

    void insert(T key) {
        std::lock_guard lock(m);
        Node* newNode = new Node(key);

        if (root == nullptr) {
            root = newNode;
            root->color = BLACK;
            return;
        }

        Node* current = root;
        Node* parent = nullptr;

        while (current != nullptr) {
            parent = current;
            if (key < current->key) {
                current = current->left;
            } else {
                current = current->right;
            }
        }

        newNode->parent = parent;
        if (key < parent->key) {
            parent->left = newNode;
        } else {
            parent->right = newNode;
        }

        fixViolation(newNode);
    }

    void printInOrder() {
        std::lock_guard lock(m);
        printInOrderHelper(root);
        std::cout << std::endl;
    }

private:
    void fixViolation(Node* newNode) {
        Node* parent = nullptr;
        Node* grandparent = nullptr;

        while (newNode != root && newNode->color != BLACK && newNode->parent->color == RED) {
            parent = newNode->parent;
            grandparent = parent->parent;

            if (parent == grandparent->left) {
                Node* uncle = grandparent->right;

                if (uncle != nullptr && uncle->color == RED) {
                    grandparent->color = RED;
                    parent->color = BLACK;
                    uncle->color = BLACK;
                    newNode = grandparent;
                } else {
                    if (newNode == parent->right) {
                        rotateLeft(parent);
                        newNode = parent;
                        parent = newNode->parent;
                    }

                    rotateRight(grandparent);
                    std::swap(parent->color, grandparent->color);
                    newNode = parent;
                }
            } else {
                Node* uncle = grandparent->left;

                if (uncle != nullptr && uncle->color == RED) {
                    grandparent->color = RED;
                    parent->color = BLACK;
                    uncle->color = BLACK;
                    newNode = grandparent;
                } else {
                    if (newNode == parent->left) {
                        rotateRight(parent);
                        newNode = parent;
                        parent = newNode->parent;
                    }

                    rotateLeft(grandparent);
                    std::swap(parent->color, grandparent->color);
                    newNode = parent;
                }
            }
        }

        root->color = BLACK;
    }

    void rotateLeft(Node* newNode) {
        Node* rightChild = newNode->right;
        newNode->right = rightChild->left;
        if (newNode->right != nullptr) {
            newNode->right->parent = newNode;
        }
        rightChild->parent = newNode->parent;
        if (newNode->parent == nullptr) {
            root = rightChild;
        } else if (newNode == newNode->parent->left) {
            newNode->parent->left = rightChild;
        } else {
            newNode->parent->right = rightChild;
        }
        rightChild->left = newNode;
        newNode->parent = rightChild;
    }

    void rotateRight(Node* newNode) {
        Node* leftChild = newNode->left;
        newNode->left = leftChild->right;
        if (newNode->left != nullptr) {
            newNode->left->parent = newNode;
        }
        leftChild->parent = newNode->parent;
        if (newNode->parent == nullptr) {
            root = leftChild;
        } else if (newNode == newNode->parent->left) {
            newNode->parent->left = leftChild;
        } else {
            newNode->parent->right = leftChild;
        }
        leftChild->right = newNode;
        newNode->parent = leftChild;
    }

    void printInOrderHelper(Node* current) {
        if (current == nullptr) {
            return;
        }

        printInOrderHelper(current->left);
        std::cout << current->key << " ";
        printInOrderHelper(current->right);
    }
};

int main() {
    RedBlackTree tree;

    std::vector threads;
    for (int i = 0;

未经允许不得转载 » 本文链接:https://www.117.info/ask/fecd0AzsIBgVfBVI.html

推荐文章

  • c# winform组件 怎样集成

    在C# WinForms应用程序中集成组件通常涉及以下几个步骤: 添加引用: 首先,确保你已经安装了所需的组件。例如,如果你想要集成一个第三方库,你需要将该库的DLL...

  • c# winform组件 怎样提高效率

    要提高C# WinForms应用程序的效率,可以从多个方面入手,包括优化绘图过程、使用异步操作、合理设置控件属性等。以下是一些具体的优化策略:
    优化绘图过程 ...

  • c# winform组件 怎样自定义

    在C#中,要自定义WinForms组件,您需要创建一个继承自现有控件的新类,并重写其构造函数、事件处理程序和其他相关方法。以下是一个简单的示例,说明如何创建一个...

  • c# winform组件 怎样选择合适

    在C# WinForms应用程序开发中,选择合适的组件对于构建高效、用户友好的界面至关重要。以下是一些选择合适组件的建议:
    控件选择 根据需求选择:选择控件时...

  • 运用模板元编程优化C++中红黑树的性能

    模板元编程是一种在编译时进行计算和优化的技术,可以帮助我们在编译时生成更高效的代码。在优化C++中的红黑树性能时,我们可以运用模板元编程来提高数据结构的效...

  • 利用红黑树优化C++中的日志系统性能

    红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它可以在O(log n)的时间内完成插入、删除和查找操作,因此可以用来优化C++中的日志系统性能。
    在日志系统中,通常会有大量...

  • 探讨C++中红黑树的迭代器无效化问题及其解决方案

    在C++中,红黑树是一种常用的自平衡二叉搜索树,用于实现有序集合。在对红黑树进行操作时,可能会涉及到迭代器的使用。然而,红黑树的迭代器在某些情况下可能会失...

  • 红黑树与C++模板元编程:创建高度适应性的数据结构

    红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它在插入和删除节点时能够保持树的平衡,从而确保搜索、插入和删除操作的时间复杂度均为O(log n)。在C++中,我们可以使用模板元...