feat(rbt): implement red-black tree
Signed-off-by: Matej Focko <mfocko@redhat.com>
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dce3e3c11c
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<label class="btn btn-outline-primary" for="lRavlTreeBtn"
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<label class="btn btn-outline-primary" for="lRavlTreeBtn"
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>rAVL</label
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>rAVL</label
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>
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<input
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type="radio"
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class="btn-check"
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name="leftTreeSelection"
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id="lRbTreeBtn"
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autocomplete="off"
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onclick="switchTree(RBTree, 'left')"
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/>
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>Red-Black</label
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</div>
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<label class="btn btn-outline-primary" for="rRavlTreeBtn"
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>rAVL</label
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>rAVL</label
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>
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>
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<input
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type="radio"
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class="btn-check"
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name="rightTreeSelection"
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id="rRbTreeBtn"
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autocomplete="off"
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onclick="switchTree(RBTree, 'right')"
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/>
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<label class="btn btn-outline-primary" for="rRbTreeBtn"
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>Red-Black</label
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</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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@ -211,6 +235,7 @@
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<script src="avl.js"></script>
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<script src="wavl.js"></script>
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<script src="ravl.js"></script>
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<script src="recorder.js"></script>
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index.html
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index.html
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@ -115,6 +115,18 @@
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<label class="btn btn-outline-primary" for="ravlTreeBtn"
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>rAVL</label
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>rAVL</label
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>
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>
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<input
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|
type="radio"
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|
class="btn-check"
|
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name="treeSelection"
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id="rbTreeBtn"
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autocomplete="off"
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onclick="switchTree(RBTree)"
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/>
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<label class="btn btn-outline-primary" for="rbTreeBtn"
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>Red-Black</label
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>
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</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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@ -186,6 +198,7 @@
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<script src="avl.js"></script>
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<script src="wavl.js"></script>
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<script src="wavl.js"></script>
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<script src="ravl.js"></script>
|
<script src="ravl.js"></script>
|
||||||
|
<script src="rbt.js"></script>
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||||||
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<script src="recorder.js"></script>
|
<script src="recorder.js"></script>
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161
rbt.js
Normal file
161
rbt.js
Normal file
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|
const RED = 0;
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||||||
|
const BLACK = 1;
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|
function isDoubleBlack(x) {
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|
return x && nodeDifferences(x).indexOf(2) != -1;
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||||||
|
}
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|
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||||||
|
class RBTree extends RankedTree {
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||||||
|
isCorrectNode(node, recursive) {
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|
if (!node) {
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
let [left, right] = nodeDifferences(node);
|
||||||
|
if ([RED, BLACK].indexOf(left) == -1) {
|
||||||
|
// left subtree has invalid difference
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
} else if ([RED, BLACK].indexOf(right) == -1) {
|
||||||
|
// right subtree has invalid difference
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (nodeDifference(node) == RED && (left == RED || right == RED)) {
|
||||||
|
// two consecutive red nodes
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||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
recursive = recursive ?? true;
|
||||||
|
return (
|
||||||
|
!recursive ||
|
||||||
|
(this.isCorrectNode(node.left) && this.isCorrectNode(node.right))
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
insertRebalanceStep(z, y, rightChild, rotateLeft, rotateRight) {
|
||||||
|
let [p, pp] = [z.parent, z.parent.parent];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (y && nodeDifference(y) == RED) {
|
||||||
|
// Case 1
|
||||||
|
// ======
|
||||||
|
// z’s uncle y is red
|
||||||
|
pp.rank++;
|
||||||
|
this.record("Insertion case #1: recoloring uncle", pp);
|
||||||
|
z = pp;
|
||||||
|
} else if (z === rightChild) {
|
||||||
|
// Case 2
|
||||||
|
// ======
|
||||||
|
// z’s uncle y is black and z is a right child
|
||||||
|
z = p;
|
||||||
|
rotateLeft(p, this);
|
||||||
|
this.record("Insertion case #2: rotating by parent");
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
// Case 3
|
||||||
|
// ======
|
||||||
|
// z’s uncle y is black and z is a left child
|
||||||
|
rotateRight(pp, this);
|
||||||
|
this.record("Insertion case #3: rotating by grandparent");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return z;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
insertRebalance(z) {
|
||||||
|
while (z.parent && nodeDifference(z.parent) == RED) {
|
||||||
|
let [p, pp] = [z.parent, z.parent.parent];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (p === pp.left) {
|
||||||
|
z = this.insertRebalanceStep(
|
||||||
|
z,
|
||||||
|
pp.right,
|
||||||
|
p.right,
|
||||||
|
rotateLeft,
|
||||||
|
rotateRight
|
||||||
|
);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
z = this.insertRebalanceStep(
|
||||||
|
z,
|
||||||
|
pp.left,
|
||||||
|
p.left,
|
||||||
|
rotateRight,
|
||||||
|
rotateLeft
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
deleteRebalanceStep(x, w, parent, right, rotateLeft, rotateRight) {
|
||||||
|
if (nodeDifference(w) == RED) {
|
||||||
|
// Case 1
|
||||||
|
// ======
|
||||||
|
// x’s sibling w is red
|
||||||
|
rotateLeft(parent, this);
|
||||||
|
this.record("Deletion case #1: rotating by parent", parent);
|
||||||
|
w = right(parent);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (nodeDifferences(w).equals([BLACK, BLACK])) {
|
||||||
|
// Case 2
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||||||
|
// ======
|
||||||
|
// x’s sibling w is black, and both of w’s children are black
|
||||||
|
parent.rank--;
|
||||||
|
this.record("Deletion case #2: recoloring sibling", w);
|
||||||
|
x = parent;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
// Case 3
|
||||||
|
// ======
|
||||||
|
// x’s sibling w is black,
|
||||||
|
// w’s left child is red, and w’s right child is black
|
||||||
|
if (nodeDifference(right(w), w) == BLACK) {
|
||||||
|
rotateRight(w, this);
|
||||||
|
this.record("Deletion case #3: rotating by w", w);
|
||||||
|
w = right(parent);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Case 4
|
||||||
|
// ======
|
||||||
|
// x’s sibling w is black, and w’s right child is red
|
||||||
|
parent.rank--;
|
||||||
|
this.record(
|
||||||
|
"Deletion case #4: moving double black to parent",
|
||||||
|
parent
|
||||||
|
);
|
||||||
|
w.rank++;
|
||||||
|
this.record("Deletion case #4: coloring w's child", w);
|
||||||
|
rotateLeft(parent, this);
|
||||||
|
this.record("Deletion case #4: rotating by parent", parent);
|
||||||
|
|
||||||
|
x = this.root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return [x, x ? x.parent : null];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
deleteRebalance(node, parent) {
|
||||||
|
if (!node && !parent) {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
while (node !== this.root && isDoubleBlack(parent)) {
|
||||||
|
if (node === parent.left) {
|
||||||
|
[node, parent] = this.deleteRebalanceStep(
|
||||||
|
node,
|
||||||
|
parent.right,
|
||||||
|
parent,
|
||||||
|
(x) => x.right,
|
||||||
|
rotateLeft,
|
||||||
|
rotateRight
|
||||||
|
);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
[node, parent] = this.deleteRebalanceStep(
|
||||||
|
node,
|
||||||
|
parent.left,
|
||||||
|
parent,
|
||||||
|
(x) => x.left,
|
||||||
|
rotateRight,
|
||||||
|
rotateLeft
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
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