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标题: 红黑树python实现~ [打印本页]

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作者: 表咯痴    时间: 2015-4-15 09:44
标题: 红黑树python实现~
#!/usr/bin/env python
# -*- coding : utf-8 -*-
4 H. s5 I- O% a% c7 k. K
import os
import random

/ D5 K4 T9 \3 ]9 ZRED = 0
BLACK = 1

class Vector(object):
0 x2 d3 D9 a9 C. t    def __init__(self,x=None,y=None):
8 }7 ]1 m1 C4 j! d( N4 A        self.x=x
        self.y=y

class Node(object):
        """docstring for Node"""
        def __init__(self,data=None,color=RED,left=None,right=None,parent=None):
% H- e: b/ ^7 n& m0 \            self.data = data
: p: r3 h3 c4 o# S* w& c; h            self.color = color
  x8 K; H# r# H/ }: ~+ \3 E            self.left = left
$ O. L- p" u" ^7 B            self.right = right
            self.parent = parent
3 k+ c( G! z  M. W) ^# d/ p/ Q
0 j" Y9 q& `1 A& Jclass RBtree(object):
    def __init__(self):
2 H+ |2 J3 F) O- R4 r4 Y: h" u        self.root=None
1 @' V3 g& q$ w8 _" [6 n* @) }- T        self.size=0
9 g! }% c2 p5 S9 x6 f
) a  k2 [/ K4 T    def rb_rotate_left(self,node):
- z% Z+ O# j' E! g        right=node.right

/ z$ _8 N* C: f% l6 |( J& i% v6 Z& y& i        node.right=right.left
        if node.right is not None:
9 N( R" u* H5 C8 j  s; G( x            right.left.parent=node

        right.left=node
        right.parent=node.parent

        if right.parent is None:
, n: q& e' y9 Y3 v+ U2 S& L4 z# Z$ q               
0 g9 @+ `; E7 \) p            self.root=right
6 h. U0 U, v  W, E        else:
            if node==node.parent.right:
% E& w  c0 w. o& Y1 x" m                   node.parent.right=right
            else:
                   node.parent.left=right
        node.parent =right
! _+ G2 {: @2 N& Z: O7 b2 U

; m2 A/ o; T* S' L" B- |2 A! j1 r# }    def rb_rotate_right(self,node):
# i. O  k2 [( d1 u7 Y        left=node.left
3 L; y, m7 k! z        node.left=left.right
5 g% L) g) X( \: s% j3 x9 L
5 ^9 t) `- V  t; J- z' Q" d. y        if node.left is not None:
            left.right.parent=node
& g- a8 A" d/ N  w) I7 ]
        left.right=node
        left.parent=node.parent
- x! X/ N9 s- _1 K- M! z
        if left.parent is None:
            self.root=left
2 ?+ ?) X/ c: X* U# P" z; v4 l        else:
            if node==node.parent.right:
3 f& L3 ?/ V  M, ]                node.parent.right=left
            else:
                node.parent.left=left
- a7 u  Y; t: y, P  j        node.parent=left

    def rb_insert_rebalance(self,node):
        parent=node.parent
        while parent and parent.color==RED:
            gparent = parent.parent
( u1 K* b; r+ z( l, H$ r0 B            if parent==gparent.left:
                uncle=gparent.right
2 N  M& q% q- `+ a                if uncle and uncle.color==RED:
                    uncle.color=BLACK
                    parent.color=BLACK
                    gparent.color=RED
0 x9 Y8 y; Y/ s                    node=gparent
: i: L7 \& p0 x  {( O. a- h+ Y                else:
                    if parent.right==node:
6 w3 Q1 Y/ w8 G& u. I                        self.rb_rotate_left(parent)
; `+ x+ K9 [5 D% q" u                        tmp=parent
                        parent=node
                        node=tmp
                    parent.color=BLACK
- E  _$ f7 [+ v- S7 q6 r' y8 c( a                    gparent.color=RED

8 {0 A4 r8 r# q                    self.rb_rotate_right(gparent)
! K6 f* i" V( m3 T
                    if uncle:
  _  h( M9 c$ _' b$ Z2 o6 Q                        if uncle.right:
                            node=uncle.right
            else:
: `" D8 R) T1 C9 ?; S8 q( A, o1 ?                uncle=gparent.left
6 s5 ?* l- M/ m! a3 ?  C                if uncle and uncle.color==RED:
                    uncle.color=BLACK
                    parent.color=BLACK
' V  {% P& I" u3 r- Y  z8 V2 a                    gparent.color=RED
                    node=gparent
  L* E" Z* a  T. X                else:
                    if parent.left==node:
  E; H$ X- p- |, |; r                        self.rb_rotate_right(parent)
                        tmp=parent
% h/ @2 b8 s! @0 v5 o; M* }& f8 ?, n                        parent=node
8 C5 `( q/ i" y3 c9 C3 N3 z! K                        node=tmp
                    parent.color=BLACK
  i4 t3 w( I% I8 s                    gparent.color=RED
! P) d) }: S, P                    self.rb_rotate_left(gparent)

                    if uncle:
& D& j4 l; _/ F                        if uncle.left:
                            node=uncle.left
            parent=node.parent


; _6 r+ r9 s# A        self.root.color=BLACK
        
: n) G, ]  A) {  k! g3 J   
1 I" P- i) |' {. ^5 }    def rb_search_auxiliary(self,node):
9 O" |" @6 E. R1 _! }: G        tmp=self.root
) L% ?9 N! T$ e        parent=None
        while tmp is not None:
  a2 b: M2 P  s% d" ?- @            parent=tmp
, s, B' M  z- L0 g+ W! w% ^            cmp=self.cmp(node,tmp)
            if cmp<0:
                tmp=tmp.left
( X' t( V" Q& g; }5 V! R            else:
6 t) L. e# U4 B; w* @4 o                if cmp>0:
$ T9 i' Q9 j6 M9 Y- ~! v% j7 f                    tmp=tmp.right
) a4 ]* K5 I4 l  ], Y* k                else:
: E; O! N8 h8 L$ N: [3 P6 y                    return tmp,parent
7 n) e  N) \" w& m
        return None,parent

    def rb_insert(self,data):
        tmp=None
        node=Node(data)
$ ?- u7 Z% ^& b* ?2 [% Y        tmp,parent=self.rb_search_auxiliary(node)
' H( ]* ~  A+ I: S: o
        if tmp is not None:
            return

# |  |5 F; j6 N9 [$ D& b& s        node.parent =parent
7 G% j! Z/ _$ q! [- Q        node.left=node.right=None
( y+ W0 v" |$ ^+ |9 r1 T- L+ [# H        node.color=RED
4 R' T. X  F; @0 V* y, m
        if parent is not None:

7 e& J, ]# l+ P            if self.cmp(parent,node)>0:
                parent.left=node
1 @* x4 V; u+ K) n4 |' n1 R6 K7 ]            else:
& ]; ?2 L5 ?5 k/ i0 K; ^                parent.right=node
; c- v5 C1 x5 W2 L+ I        else:
            self.root=node
' ]9 L7 j9 E5 N4 J- C6 G6 }7 f- z        return self.rb_insert_rebalance(node)
5 x" ^, I  c: u5 V# s
    def rb_erase_rebalance(self,node,parent):
  b4 ]; A7 b% g% ^8 ~        while((node is None or node.color==BLACK)and node !=self.root):
            if parent.left==node:
7 X  Z- u5 |( |$ N6 X6 l, m4 s                other=parent.right
                if other.color==RED:
                    other.color=BALCK
/ w. R( I- k8 ?) X& W                    parent.color=RED
! m2 e% t1 d4 E2 o6 b' e9 R                    self.rb_rotate_left(parent)
- x9 b* ^6 }, ~) ?& C  L                    other=parent.right
                if (other.left is None or other.left.color==BLACK) and (other.right is None or other.right.color ==BLACK):
% Q+ j, A) J2 n8 q/ v5 B( ^( d                    other.color=RED
                    node=parent
* A  Q4 \  E" T: D                    parent=node.parent
                else:
. Z% `4 G" w" |3 r) X; n                    if other.right is None or other.right.color==BLACK:
  u/ j( M* n( X* s- z* Y" w2 q  {
                        if other.left is not None:
, }5 C. p1 N9 i( @4 a& w                            other.left.color=BLACK
                        other.color=RED
                        self.rb_rotate_right(other)
9 ?' C; C3 i2 L# N: p3 ]                        other=parent.right

                    other.color=parent.color
                    parent.color=BLACK
                    if other.right is not None:
                        other.right.color=BLACK
                    self.rb_rotate_left(parent)
                    node=self.root
+ Q! _; B- C! y, M                    break
            else:
                other=parent.left
                if other.color==RED:
  G  }0 o9 v) H3 V& w) Q                    other.color=BLACK
& h  K) y" K+ o3 k                    parent.color=RED
1 l& i4 d; g: }0 j  y+ k! x  _# E                    self.rb_rotate_right(parent)
. \$ r) B8 C" f8 d. g- E                    other=parent.left
                if (other.left is None or other.left.color==BLACK) and (other.right is None or other.right.color==BLACK):
                    other.color=RED
. k& ]) \. O' U( j$ }: o: e4 Q5 L                    node=parent
  r% b! o! q$ R                    parent=node.parent
                else:
9 r) v* A0 N6 T& T8 S                    if other.left is None or other.left.color==BLACK:
$ R3 `, Z; {( x  E2 y                        if other.right is not None:
                            other.right.color=BLACK

                        other.color=RED
                        self.rb_rotate_left(other)
  a5 y: \% }+ n, H$ w                        other=parent.left

                    other.color=parent.color
5 i/ n3 ?& t* ~) _4 E, d                    parent.color=BLACK
- e% U$ h5 n* Q- B$ q
# E5 N) B) L, t, d( z                    if other.left is not None:
4 ?# N0 g% ^. f3 ^                        other.left.color=BLACK

, u6 q0 C- g1 r                    self.rb_rotate_right(parent)
                    node=self.root
                    break

/ Z( l' c8 q- F8 X7 I3 n  L! a

        if node is not None:
            node.color=BLACK   

! j! `5 k* C* `& e    def rb_erase(self,data):
# z* z- L; r4 a8 k. S        tmp_node=Node(data)
        node,parent = self.rb_search_auxiliary(tmp_node)
        if node is None:
            print "data is not exist."
4 C0 I2 h" _5 p+ Q4 j$ [& K) I            return
9 V0 O' V8 i& ~+ Q4 H0 `        
        old =node
0 f9 _- c- ?7 U( l/ x0 B        if node.left and node.right:
' N  C8 J% j' c) G9 T            node=node.right
) ?3 n$ ]& j1 S9 Z6 ?" X5 b! Y
+ V9 h5 r; G. x1 i3 k            left=node.left
0 g, d4 ]. z5 M+ w$ T1 w. }* C            while left is not None:
                node =left
+ z9 e. ~1 D+ z3 y2 m5 z                left=node.left

            child=node.right
0 w2 l, m6 z9 W  P* b            parent=node.parent
            color=node.color

* F) c5 Q3 d: l) I* x            if child:
0 B* U8 `8 s1 C                child.parent=parent
            if parent:
                if parent.left==node:
                    parent.left=child
7 Q, j: O8 G6 z4 S. ]+ S                else:
6 T) K! L  I/ E% j. C" ]                    parent.right=child

6 r5 i8 e( [9 r& Q! T: U9 N            else:
                self.root=child

            if node.parent==old:
                parent=node
5 W" B, D- d6 y7 R4 ?# [            node.parent=old.parent
            node.color=old.color
# U- f# l4 L" n! D8 \            node.right=old.right
            node.left=old.left

            if old.parent:
                if old.parent.left==old:
- W7 E- k6 r7 {- _                     old.parent.left=node
                else:
9 Q8 Y% Z( ~5 E) K4 [                     old.parent.right=node
+ p4 m- p- S% Q            else:
                self.root=node

4 Z0 t: ?3 `+ C" _            old.left.parent=node
' q3 n$ G! |) |  C# h; ^; F            if old.right:
1 c8 E- u6 n9 {) a- N! k" M                old.right.parent=node

        else:
* [: j+ y* N0 H1 H2 Z            if node.left is None:
0 ~; s  u" q* R+ X7 {- M, j                child =node.right
) _: k& o6 d4 C" i# r            else:
% O' Y0 |5 G# C$ i3 u                if node.left is not None:
. j! w" a3 {* }5 ?* H                    child=node.left
0 Y6 t( b; |* O5 V2 ?. S# L                else:
                    child=None
            parent=node.parent
            color=node.color
            if child:
                child.parent=parent
            if parent:
                if parent.left==node:
                    parent.left=child
                else:
                    parent.right=child
            else:
$ L; E- U# g3 X: y0 N* r- E6 d                self.root=child
. v6 |3 U& o; i5 ~- R
' @: j0 R$ L0 U        if color==BLACK:

5 Y* q$ b/ \/ g; D            self.rb_erase_rebalance(child,parent)
* [5 N; k! [/ a
1 [8 a* C' U- ?% \; I
4 i# {3 N$ E& L" ?* G+ r% Z9 a    def rb_travelse(self,node):
         if node is not None:
             print str(node.data)+'\t'+str(node.color)
4 {% M" ^- L. Z' l0 g4 A5 t' j             self.rb_travelse(node.left)
: n; K) h+ x, u* x7 f5 ?! |6 q             if node.parent:
$ s5 U% {* [/ s8 X9 I, o3 S                 if node.parent.color==0 and node.color==0:
- `4 N: f" |) b" b5 ^. r& j9 ~7 h- n( Y                     print "error"
1 W" C' T; @/ x2 ?                     return
( _( u* y$ f( U- e+ e4 Z# y             self.rb_travelse(node.right)
  ~% V; u( B1 c! p3 O2 P. e) @             if node.parent:
                 if node.parent.color==0 and node.color==0:
8 u" p( r; X# k/ W                     print "error"
                     return
9 n$ m$ e! ~  S% p3 @. G% I: u
         return
9 N! t" S; N, U& p* X0 Z! v1 H               
! W. S8 g  J5 F  n     
    def cmp(self,node1,node2):
        if node1.data>node2.data :
            return 1
        if node1.data==node2.data :
            return 0
$ t) q; y; s# o" \4 T, e, d* N        if node1.data<node2.data:
! u* t1 e. I; t* q/ }" L            return -1
* m) e* Z+ e( S$ S( p  ^/ y
: t2 u( [# S2 y1 n9 v& Q, pif __name__=="__main__":
    print "main"
    data=[28,6,39,78,6,43,61,56,71,38]
5 R! k, D( `: x! B+ g    #for i in range(10):
    #    rand_num = random.randint(0, 100)
    #    data.append(rand_num)
    #print data
    t=RBtree()

( d6 Q- e6 s) X+ _
    for i in range(10):
) e4 f% b; B8 {! ^" y# U* n        t.rb_insert(data[i])
# d$ Q) p+ d* p2 S. i

% W4 i4 U2 @$ A( b! e. b1 o  f8 [    t.rb_travelse(t.root)

, h' p9 M' j2 I4 O: v    print "---------------------------------"
# |- L# s1 M" R2 R1 g    t.rb_erase(data[7])
6 K9 A' J2 B, d" b5 J        
    t.rb_travelse(t.root)
$ B8 S- H5 L+ r) E$ P2 Y# i* b9 R

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作者: 花村刀笔吏    时间: 2016-10-7 11:30
分享] [DataScience] 手把手教你用python抓网页数据
& c- Y$ v4 N& G$ t) Q2 \5 s

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作者: 花村刀笔吏    时间: 2016-10-7 11:31
分享] [DataScience] 手把手教你用python抓网页数据
3 o% ]3 s) E  Q5 w8 U

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作者: 花村刀笔吏    时间: 2016-10-7 11:34
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作者: 花村刀笔吏    时间: 2016-10-7 11:38
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作者: 花村刀笔吏    时间: 2016-10-7 11:40
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' s% G# P8 L! d* l" }9 h

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