C#中红黑树的实现

Posted 2023-03-11

【中文标题】C#中红黑树的实现

【英文标题】：Implementation of Red-Black Tree in C#

【发布时间】：2010-12-14 18:24:45

【问题描述】：

我正在寻找 C# 中 Red-Black Tree 的实现，具有以下功能：

在 O(log n) 中搜索、插入和删除。 成员类型应该是通用的。 支持Comparer(T)，用于按其中的不同字段对T 进行排序。 在树中搜索应该使用特定的字段，所以它不会接受T，但它会接受对它进行排序的字段类型。 搜索不应该只是精确值。应该支持搜索较低/较高的。

谢谢。

【问题讨论】：

回答您的另一个名为“书或老师”的问题，真正学习编程的最佳方法是编写程序。自己写一个，然后你就会学到一些东西。

@Pavel：我可以写这个，但我正在寻找一些准备好的东西，所以我可以继续开发我的程序的主要方面，并加快开发速度。

【参考方案1】：

您大多只是描述了SortedDictionary<T, U>，除了次低/次高二分搜索，您可以轻松地自行实现。

SortedDictionary 对你来说不够用有什么具体原因吗？

【讨论】：

“您可以轻松地自行实现。” 我不相信您可以轻松扩展 SortedDictionary。从查看元数据并简单地尝试扩展它，似乎无法访问必要的内部部分。我错了吗？

你的意思是 SortedDictionary 实现了一个红黑树？如果你这样做了，你在哪里找到的？我在 MSDN 页面上没有看到任何提及。

是的；我只是通过浏览 Reflector 中的课程来验证它。在内部，它将密钥放入SortedSet<T>，实现为红/黑树。我不确定我是从哪里听说的——我觉得旧版本的 MSDN 文档更详细地介绍了 SortedDictionary 的实现，而不是 SortedList。另外，嗯，我不确定为什么我认为他可以轻松扩展它。尚不清楚他是否可以。哦，好吧。

【参考方案2】：

从 C5 集合库中提取 TreeSet。

【参考方案3】：

这正是 PowerCollections 中的 OrderedDictionary。它与 SortedDictionary（带有泛型的红黑树）几乎相同，除了能够设置开始键/结束键并扫描该范围内的所有值。

SortedDicionary 只允许公开一个从集合开头开始的 GetEnumerator() 函数，并且只允许一个 MoveNext() 调用，因此即使您使用 LINQ 也不会发生任何神奇的事情：它从开头开始并运行您的表达式按顺序在每个节点上，直到找到与您的 LINQ 表达式匹配的节点。

OrderedDictionary 有一个函数可以在特定键处或之前获取枚举器，并在 O(log n) 中进行查找。

但请注意：PowerCollections OrderedDictionary 中的枚举器是使用“yield”实现的，内存使用和枚举性能至少为 O(n^2)...您可以自己更改实现以使其实现一个传统的枚举器，这两个问题都消失了。如果我能找到时间，我会将该补丁提交给 Codeplex。