TreeMap红黑树源码详解

Posted 2021-04-04 Android源码解析

红黑树的几个性质要先说一下，

1. 每个节点是红色或者黑色的。
2. 根节点是黑色的。
3. 每个叶节点的子节点是黑色的（叶子节点的子节点可以认为是null的）。
4. 如果一个节点是红色的，则它的左右子节点都必须是黑色的。
5. 对任意一个节点来说，从它到叶节点的所有路径必须包含相同数目的黑色节点。

TreeMap还有一个性质，就是他的左子树比他小，右子树比他大，这里的比较是按照key排序的。存放的时候如果key一样就把他替换了。

既然是棵树，那么肯定就会有put方法以及remove方法，那么这里就从最简单的着手，先看一下put方法

put方法存放的时候，首先是会存放到叶子节点，然后在进行调整。上面有一个重量级的方法fixAfterInsertion还没有分析，在分析fixAfterInsertion方法之前来看一下其他的几个方法，

下面再来看一下fixAfterInsertion方法

上面列出了6中可能，下面通过6张图来说明

下面是图1，不需要旋转，只需要调整颜色即可

下面是图2和图3，因为不平衡，所以需要旋转

下面是图4，和图1差不多，也分两种情况，一种是左节点一种是右节点

下面是图5和图6，因为不平衡，所以需要旋转

无论怎么旋转，他的左节点永远小于他，右节点永远大于他。通过不断的while循环，最终保证红黑树的平衡。下面来看一下旋转的方法，先看一下图

而右旋方法rotateRight和左旋差不多，这里就不在分析。put方法分析完了，那么下一个就是remove方法了，

下面再看一下删除方法deleteEntry。

上面分析的时候有两个方法successor和fixAfterDeletion没有分析，下面先来看一下successor方法，这个方法很简单，其实就是返回大于节点p的最小值，看一下代码

OK，下面再来看一下fixAfterDeletion方法，因为x所在分支少了一个黑色的节点，所以他的主要目的就是让x分支增加一个黑色节点。这个比fixAfterInsertion方法还难理解，看代码

结合上面代码看一下下面的四张图

OK，到现在为止put和move方法都已经分析完了，下面看一下其他方法，

再来看一下containsValue方法

再来看一个getCeilingEntry，这个方法比较绕

下面再来看一个和getCeilingEntry方法类似的方法getFloorEntry。

getHigherEntry函数和getCeilingEntry函数有点类似，不同点是如果有相同的key，getCeilingEntry会直接返回，而getHigherEntry仍然会返回比key大的最小节点，

同理getLowerEntry函数和getFloorEntry函数很相似，这里就不在详述。下面在看一个方法predecessor

OK，目前为止TreeMap主要方法都已整理完毕。