C++map 의 간단 한 사용 실현
맵 과 set 밑바닥 은 개 조 된 붉 은 검 은 나무 입 니 다.개 조 된 검 은 나 무 를 먼저 살 펴 보 겠 습 니 다.
일반적인 붉 은 검 은 나무 와 달리 뿌리 노드 에 머리 결점 을 하나 더 했다.이 결점 은 진실 한 결점 이 아니 라 보조 결점 일 뿐 뒤에 붉 은 검 은 나무의 교체 기 를 실현 하기 위해 나타 난 것 이다.이 header 결점 의 부모 노드 는 바로 진실 한 뿌리 노드 이 고 왼쪽 아 이 는 이 나무의 가장 왼쪽 결점 이 며 오른쪽 아 이 는 이 나무의 가장 오른쪽 노드 이다.
우 리 는 지금 STL 소스 코드 를 통 해 map 와 set 에서 어떻게 붉 은 검 은 나 무 를 이용 하여 각자 의 서로 다른 기능 을 실현 하 는 지 간단하게 분석 하고 있다.
맵 에 두 개의 일반적인 매개 변수 가 있 는데 하 나 는 Key 이 고 하 나 는 T,즉 value 입 니 다.그 중 에 키 의 별명 은 키 입 니 다.type,그리고 Key 와 T 를 pair 대상 의 일반적인 매개 변수 로 하고 별명 을 value 로 바 꿉 니 다.type。멤버 는 나무 가 한 그루 밖 에 없 는데 이 나 무 는 빨간색 과 검은색 나무 이 고 빨간색 과 검은색 나 무 는 두 개의 일반적인 매개 변수 가 있 으 며 하 나 는 Key 이 고 하 나 는 Value 이다.Key 는 레 드 블랙 트 리 의 결점 값 의 유형 이 고 Value 는 결점 Key 에 대응 하 는 Value 값 이다.결점 에서 하나의 결점 류 를 계승 하 였 는데,그것 은 상당히 5 명의 구성원 이 있 는데,색깔,부류 지침,왼쪽 아이 지침,오른쪽 아이 지침,결점 의 값 이다.
set 에 일반적인 인자 Key 만 있 습 니 다.이 용기 에 서 는 빨 간 검 은 나무 밑 에 두 개의 일반적인 인 자 를 제공 해 야 하기 때문에 set 는 vkey 를 value 로 합 니 다.이때 전 달 된 빨 간 검 은 나무의 일반적인 매개 변 수 는 모두 Key 이다.
그래서 두 용기 가 다 르 기 때문에 가장 관건 적 인 것 은 value 유형 이 다 르 고 map 용기 밑 에 있 는 빨 간 검 은 나무의 value 는 pair 대상 입 니 다.set 용기 에 있 는 빨 간 검 은 나무의 value 는 set 자체 의 key 입 니 다.붉 은 검 은 나무 에서 특수 처 리 를 하면 그들의 value 를 얻 을 수 있다.
다음 코드 는 붉 은 검 은 나무 에 대한 개선 으로 맵 과 set 관련 용기 에 적합 합 니 다.
#include <iostream>
#include <utility>
#include <algorithm>
using namespace std;
enum COLOR
{
BLACK,
RED
};
template <class V>
struct RBTreeNode
{
RBTreeNode<V>* _parent; //
RBTreeNode<V>* _left; //
RBTreeNode<V>* _right; //
V _val;
COLOR _color; //
RBTreeNode(const V& val = V())
:_parent(nullptr)
, _left(nullptr)
, _right(nullptr)
, _val(val)
, _color(RED)
{}
};
template <class K, class V, class KeyOfValue>
class RBTree
{
public:
typedef RBTreeNode<V> Node;
RBTree()
:_header(new Node)
{
//
_header->_left = _header->_right = _header;
}
bool insert(const V& val)
{
if (_header->_parent == nullptr)
{
Node* root = new Node(val);
_header->_parent = root;
root->_parent = _header;
_header->_left = _header->_right = root;
//
root->_color = BLACK;
return true;
}
Node* cur = _header->_parent;
Node* parent = nullptr;
KeyOfValue kov;
//1.
while (cur)
{
parent = cur;
if (kov(cur->_val) == kov(val))
return false;
else if (kov(cur->_val) > kov(val))
cur = cur->_left;
else
cur = cur->_right;
}
//2.
cur = new Node(val);
if (kov(parent->_val) > kov(cur->_val))
parent->_left = cur;
else
parent->_right = cur;
cur->_parent = parent;
//3.
while (cur != _header->_parent && cur->_parent->_color == RED)// ，
{
parent = cur->_parent;
Node* gfather = parent->_parent;
if (gfather->_left == parent)
{
Node* uncle = gfather->_right;
// 1.uncle
if (uncle && uncle->_color == RED)
{
parent->_color = uncle->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
//
cur = gfather;
}
else
{
if (parent->_right == cur)// 3
{
RotateL(parent);
swap(cur, parent);
}
// 2.uncle uncle
RotateR(gfather);
parent->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
break;
}
}
else
{
Node* uncle = gfather->_left;
if (uncle && uncle->_color == RED)
{
parent->_color = uncle->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
//
cur = gfather;
}
else
{
if (parent->_left == cur)
{
RotateR(parent);
swap(cur, parent);
}
RotateL(gfather);
parent->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
break;
}
}
}
//
_header->_parent->_color = BLACK;
//
_header->_left = leftMost();
_header->_right = rightMost();
return true;
}
void RotateL(Node* parent)
{
Node* subR = parent->_right;
Node* subRL = subR->_left;
parent->_right = subRL;
if (subRL)
subRL->_parent = parent;
if (parent == _header->_parent)
{
_header->_parent = subR;
parent->_parent = _header;
}
else
{
Node* gfather = parent->_parent;
if (gfather->_left == parent)
gfather->_left = subR;
else
gfather->_right = subR;
subR->_parent = gfather;
}
subR->_left = parent;
parent->_parent = subR;
}
void RotateR(Node* parent)
{
Node* subL = parent->_left;
Node* subLR = subL->_right;
parent->_left = subLR;
if (subLR)
subLR->_parent = parent;
if (parent == _header->_parent)
{
_header->_parent = subL;
subL->_parent = _header;
}
else
{
Node* gfather = parent->_parent;
if (gfather->_left == parent)
gfather->_left = subL;
else
gfather->_right = subL;
subL->_parent = gfather;
}
subL->_right = parent;
parent->_parent = subL;
}
Node* leftMost()
{
Node* cur = _header->_parent;
while (cur && cur->_left)
{
cur = cur->_left;
}
return cur;
}
Node* rightMost()
{
Node* cur = _header->_parent;
while (cur && cur->_right)
{
cur = cur->_right;
}
return cur;
}
private:
Node* _header;
};
template<class K, class T>
class Map
{
struct MapKeyOfValue
{
const K& operator()(const pair<K, T>& val)
{
return val.first;
}
};
public:
bool insert(const pair<K, T>& kv)
{
return _rbt.insert(kv);
}
T& operator[](const K& key)
{
bool ret = _rbt.insert(make_pair(key, T()));
}
private:
typedef RBTree<K, pair<K, T>, MapKeyOfValue> rbt;
rbt _rbt;
};
template <class K>
class Set
{
struct SetKeyOfValue
{
const K& operator()(const K& val)
{
return val;
}
};
public:
bool insert(const K& val)
{
return _rbt.insert(val);
}
private:
typedef RBTree<K, K, SetKeyOfValue> rbt;
rbt _rbt;
};
우리 원생 의 Node 결점 교체 기 는 교체 기의 일반적인 조작 을 실현 할 수 없 기 때문에 우 리 는 결점 에 대해 다른 층 의 포장 을 하고 해당 하 는 조작 연산 자 를 다시 불 러 와 야 한다.이 클래스 에서 구성원 변 수 는 Node 노드 입 니 다.
교체 기 에 대한 인용 은 교체 기의 val 값 을 얻 는 것 입 니 다.
V& operator*()
{
return _node->_val;
}
V* operator->()
{
return &_node->_val;
}
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
교체 기의 begin()위 치 는 나무 에서 가장 작은 결점 이 어야 하 며,나무 에서 가장 작은 결점 은 나무의 가장 왼쪽 결점 이다.교체 기의 end()위 치 는 나무 에서 가장 큰 결점 이 어야 하 며,나무 에서 가장 큰 결점 은 나무의 가장 오른쪽 결점 이다.
교체 기의+작업 은 두 가지 상황 으로 나 뉘 는데 첫 번 째 는 오른쪽 나무 가 존재 하 는 상황 이 고 두 번 째 는 오른쪽 나무 가 존재 하지 않 는 상황 이다.
오른쪽 트 리 가 존재 할 때,우 리 는 오른쪽 트 리 의 가장 왼쪽 노드 를 옮 겨 다 니 며 이 노드 를 방문 해 야 한다.예 를 들 어 현재 우리 의 교체 기 는 8 의 위치 에 있 습 니 다.중간 순서 로 옮 겨 다 니 는 조건 에 따라 우 리 는 10 번 노드 를 방문 해 야 합 니 다.그래서 우 리 는 먼저 8 점 의 오른쪽 서브 트 리 11 번 노드 에 도착 한 다음 에 11 의 가장 왼쪽 노드 를 옮 겨 다 녀 야 합 니 다.이 노드 는 10 이 고 바로 우리 가 방문 해 야 할 노드 입 니 다.
if (_node->_right)
{
//
_node = _node->_right;
while (_node->_left)
{
_node = _node->_left;
}
}
우리 교체 기 가 7 번 노드 에 있 을 때 7 번 노드 는 6 번 노드 의 오른쪽 에 있 습 니 다.이 때 는 위로 거 슬러 올 라 가 야 합 니 다.노드 가 부모 노드 를 업데이트 시 킨 다음 에 아버지 노드 의 위 치 를 위로 거 슬러 올 라 가서 현재 노드 의 위치 가 아버지 노드 의 오른쪽 인지 판단 해 야 합 니 다.이때 6 번 노드 는 8 번 노드 의 왼쪽 이 고 8 번 노드 가 아직 방문 하지 않 았 음 을 나타 냅 니 다.이때 8 번 노드 를 방문 하면 됩 니 다.
그러나 우 리 는 이 나무의 뿌리 부분 에 오른쪽 아이 가 없 을 때 특별한 상황 을 고려 해 야 한다.
정상적으로 말하자면,우 리 는 교체 기의++조작 에 대해 빈 머리 결점 의 위치 로 이동 할 수 있 지만,우리 가 다시 거 슬러 올 라 가 는 과정 에서 문제 가 발생 할 수 있다.이때 it 에 오른쪽 결점 이 없 기 때문에 이 결점 이 부모 노드 의 왼쪽 인지 오른쪽 인지 판단 해 야 합 니 다.이때 오른쪽 이면 위로 거 슬러 올 라 갑 니 다.
이러한 교체 기 에 대한++는 죽은 조작 으로 영원히 빈 위치 에 가지 않 을 것 이다.그래서 우 리 는 결점 과 특별한 처 리 를 해 야 한다.node 노드 의 오른쪽 아이 가 자신의 아버지 일 때 노드 를 업데이트 하지 않 아 도 됩 니 다.이 때 는 end()에 도 착 했 습 니 다.parent 노드 를 업데이트 하면 이+작업 은 변 하지 않 습 니 다.
저희 가 지금 테스트 를 진행 하고 있 습 니 다.
교체 기 부분 코드
template <class V>
struct RBTreeIterator
{
typedef RBTreeNode<V> Node;
typedef RBTreeIterator<V> Self;
Node* _node;
RBTreeIterator(Node* node)
:_node(node)
{}
//
V& operator*()
{
return _node->_val;
}
V* operator->()
{
return &_node->_val;
}
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
Self& operator++()
{
if (_node->_right) //
{
//
_node = _node->_right;
while (_node->_left)
{
_node = _node->_left;
}
}
else //
{
Node* parent = _node->_parent;
while (_node == parent->_right)//
{
_node = parent;
parent = parent->_parent;
}
// ： ，
if (_node->_right != parent)
_node = parent;
}
return *this;
}
};
typedef RBTreeIterator<V> iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_header->_left);
}
iterator end()
{
return iterator(_header);
}
typedef typename RBTree<K, pair<K, T>, MapKeyOfValue>::iterator iterator;
iterator begin()
{
return _rbt.begin();
}
iterator end()
{
return _rbt.end();
}
여기 서 교체 기--코드 를 직접 드 립 니 다.원리 와+유사 합 니 다.
교체 기 클래스 에서
Self& operator--()
{
if (_node->_left)
{
//
_node = _node->_left;
while (_node->_right)
{
_node = _node->_right;
}
}
else
{
Node* parent = _node->_parent;
while (_node == parent->_left)
{
_node = parent;
parent = parent->_parent;
}
if (_node->_left != parent)
_node = parent;
}
return *this;
}
iterator rbegin()
{
return iterator(_header->_right);
}
iterator rbegin()
{
return _rbt.rbegin();
}
네모 난 괄호[]
삽 입 된 반환 값 은 pair 대상 을 되 돌려 주 는 것 입 니 다.따라서 삽입 할 때 되 돌아 오 는 값 은 pair 대상 으로 수정 되 어야 합 니 다.pair 대상 의 first 는 삽 입 된 노드 의 교체 기 이 고,second 는 삽입 성공 여부 입 니 다.
pair<iterator, bool> insert(const V& val)
{
if (_header->_parent == nullptr)
{
Node* root = new Node(val);
_header->_parent = root;
root->_parent = _header;
_header->_left = _header->_right = root;
//
root->_color = BLACK;
return make_pair(iterator(root), true);
}
Node* cur = _header->_parent;
Node* parent = nullptr;
KeyOfValue kov;
//1.
while (cur)
{
parent = cur;
if (kov(cur->_val) == kov(val))
return make_pair(iterator(cur), false);
else if (kov(cur->_val) > kov(val))
cur = cur->_left;
else
cur = cur->_right;
}
//2.
cur = new Node(val);
Node* node = cur;
if (kov(parent->_val) > kov(cur->_val))
parent->_left = cur;
else
parent->_right = cur;
cur->_parent = parent;
//3.
while (cur != _header->_parent && cur->_parent->_color == RED)// ，
{
parent = cur->_parent;
Node* gfather = parent->_parent;
if (gfather->_left == parent)
{
Node* uncle = gfather->_right;
// 1.uncle
if (uncle && uncle->_color == RED)
{
parent->_color = uncle->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
//
cur = gfather;
}
else
{
if (parent->_right == cur)// 3
{
RotateL(parent);
swap(cur, parent);
}
// 2.uncle uncle
RotateR(gfather);
parent->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
break;
}
}
else
{
Node* uncle = gfather->_left;
if (uncle && uncle->_color == RED)
{
parent->_color = uncle->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
//
cur = gfather;
}
else
{
if (parent->_left == cur)
{
RotateR(parent);
swap(cur, parent);
}
RotateL(gfather);
parent->_color = BLACK;
gfather->_color = RED;
break;
}
}
}
//
_header->_parent->_color = BLACK;
//
_header->_left = leftMost();
_header->_right = rightMost();
//return true;
return make_pair(iterator(node), true);
}
pair<iterator, bool> insert(const pair<K, T>& kv)
{
return _rbt.insert(kv);
}
T& operator[](const K& key)
{
pair<iterator, bool> ret = _rbt.insert(make_pair(key, T()));
//ret.first
// -> pair<k,v>
//pair<k,v>->second， v
return ret.first->second;
}
C++map 의 간단 한 사용 실현 에 관 한 이 글 은 여기까지 소개 되 었 습 니 다.더 많은 관련 C++map 내용 은 우리 의 이전 글 을 검색 하거나 아래 의 관련 글 을 계속 찾 아 보 세 요.앞으로 도 많은 응원 부 탁 드 리 겠 습 니 다!
이 내용에 흥미가 있습니까?
현재 기사가 여러분의 문제를 해결하지 못하는 경우 AI 엔진은 머신러닝 분석(스마트 모델이 방금 만들어져 부정확한 경우가 있을 수 있음)을 통해 가장 유사한 기사를 추천합니다:
Visual Studio에서 파일 폴더 구분 (포함 경로 설정)Visual Studio에서 c, cpp, h, hpp 파일을 폴더로 나누고 싶었습니까? 어쩌면 대부분의 사람들이 있다고 생각합니다. 처음에 파일이 만들어지는 장소는 프로젝트 파일 등과 같은 장소에 있기 때문에 파일...
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