红黑树是一种自平衡的二叉查找树,它在Linux内核中被广泛用于实现高效的查找、插入和删除操作。红黑树的每个节点都有一个颜色属性(红色或黑色),并且满足以下性质:
这些性质保证了红黑树的平衡性,使得在最坏情况下,查找、插入和删除操作的时间复杂度都是O(log n)。
以下是一个简单的红黑树封装Map的示例代码(使用C语言和Linux内核中的红黑树实现):
#include <linux/rbtree.h>
#include <linux/kernel.h>
// 定义键值对结构体
struct my_key_value {
int key;
char value[100];
struct rb_node node;
};
// 定义红黑树根节点
static struct rb_root my_tree = RB_ROOT;
// 插入键值对
void insert_key_value(int key, const char *value) {
struct my_key_value *new_kv = kmalloc(sizeof(struct my_key_value), GFP_KERNEL);
if (!new_kv)
return;
new_kv->key = key;
strcpy(new_kv->value, value);
struct rb_node **new = &(my_tree.rb_node), *parent = NULL;
struct my_key_value *this;
while (*new) {
this = container_of(*new, struct my_key_value, node);
parent = *new;
if (key < this->key)
new = &((*new)->rb_left);
else if (key > this->key)
new = &((*new)->rb_right);
else
break;
}
rb_link_node(&new_kv->node, parent, new);
rb_insert_color(&new_kv->node, &my_tree);
}
// 查找键值对
char *find_key_value(int key) {
struct my_key_value *kv;
kv = rb_find(&my_tree, &my_key_value, key);
if (kv)
return kv->value;
return NULL;
}
// 删除键值对
void delete_key_value(int key) {
struct my_key_value *kv;
kv = rb_find(&my_tree, &my_key_value, key);
if (kv) {
rb_erase(&kv->node, &my_tree);
kfree(kv);
}
}
kmalloc
返回NULL)。解决方法是在插入前检查内存分配是否成功。通过上述代码和解释,你应该能够理解红黑树封装Map的基础概念、优势、类型、应用场景以及常见问题的解决方法。
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