Ich setzte meinen üblichen Nebenquest-Maniac-Stil fort und vollendete die erweiterte Version des rot-schwarzen Baums, die ich mir vorgestellt hatte, in einer Nacht.
rbtree.h:
/* * Copyright (C) Bipedal Bit * Verson 1.0.0.2 */ #ifndef _RBTREE_H_INCLUDED_ #define _RBTREE_H_INCLUDED_ /* the node structure of the red-black tree */ typedef struct rbtree_node_s rbtree_node_t; /* Using type int means its range is -0x7fffffff-1~0x7fffffff. */ typedef int rbtree_key_t; /* Abstract type is complicated to achieve with C so I use char* instead. */ typedef char* rbtree_data_t; struct rbtree_node_s { /* key of the node */ rbtree_key_t key; /* pointer of the parent of the node */ rbtree_node_t* parent; /* pointer of the left kid of the node */ rbtree_node_t* left; /* pointer of the right kid of the node */ rbtree_node_t* right; /* color of the node */ unsigned char color; /* pointer of the value of the node corresponding to the key */ rbtree_data_t value; /* count of nodes in the subtree whose root is the current node */ int node_cnt; }; /* the tree object stucture of the red-black tree */ typedef struct rbtree_s rbtree_t; /* foundational insert function pointer */ typedef void (*rbtree_insert_p) (rbtree_t* root, rbtree_node_t* node); /* foundational visit function pointer */ typedef void (*rbtree_visit_p) (rbtree_node_t* node); struct rbtree_s { /* the pointer of the root node of the tree */ rbtree_node_t* root; /* black leaf nodes as sentinel */ rbtree_node_t* sentinel; /* the polymorphic insert function pointer */ rbtree_insert_p insert; }; /* macros */ #define rbtree_init(tree, s, i) \ rbtree_sentinel_init(s); \ (tree)->root = s; \ (tree)->sentinel = s; \ (tree)->insert = i #define rbtree_red(node) ((node)->color = 1) #define rbtree_black(node) ((node)->color = 0) #define rbtree_is_red(node) ((node)->color) #define rbtree_is_black(node) (!rbtree_is_red(node)) /* copy n2's color to n1 */ #define rbtree_copy_color(n1, n2) (n1->color = n2->color) /* sentinel must be black cuz it's leaf node */ #define rbtree_sentinel_init(node) \ rbtree_black(node); \ (node)->node_cnt = 0 /* statements of public methods */ void rbtree_insert_value(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node); void rbtree_insert(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node); void rbtree_delete(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node); /* get node by key */ rbtree_node_t* rbtree_find(rbtree_t* tree, rbtree_key_t key); /* get node by order number */ rbtree_node_t* rbtree_index(rbtree_t* tree, int index); int rbtree_height(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node); int rbtree_count(rbtree_t* tree); void rbtree_visit(rbtree_node_t* node); void rbtree_traversal(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node, rbtree_visit_p); #endif /* _RBTREE_H_INCLUDED_ */Wie Sie sehen können, habe ich mehrere Funktionen hinzugefügt, z. B. das Suchen nach Knoten anhand der Seriennummer, das Ermitteln der Höhe des Baums, das Ermitteln der Anzahl der Knoten und das Umschreiben die Zugangsknotenmethode.
Um die Effizienz beim Auffinden von Knoten anhand der Seriennummer zu verbessern, habe ich ein Knotenelement „node_cnt“ hinzugefügt, das die Gesamtzahl der Knoten im Unterbaum darstellt, in dem der aktuelle Knoten die Wurzel ist. Auf diese Weise ist die Suche nach Knoten anhand der Seriennummer eine binäre Suche, und die Zeiteffizienz ist dieselbe wie bei der Suche nach dem Schlüssel, der O (log2n) ist.
Die Traversal-Methode verwendet rekursives In-Order-Traversal. Die Standardknotenzugriffsmethode ist eine leere Methode und Benutzer können sie selbst überschreiben.
rbtree.c:
/* * Copyright (C) Bipedal Bit * Verson 1.0.0.2 */ #include <stddef.h> #include "rbtree.h" /* inline methods */ /* get the node with the minimum key in a subtree of the red-black tree */ static inline rbtree_node_t* rbtree_subtree_min(rbtree_node_t* node, rbtree_node_t* sentinel) { while(node->left != sentinel) { node = node->left; } return node; } /* replace the node "node" in the tree with node "tmp" */ static inline void rbtree_replace(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node, rbtree_node_t* tmp) { /* upward: p[node] parent = node->parent; if (node == tree->root) { tree->root = tmp; } else if (node == node->parent->left) { /* downward: left[p[node]] parent->left = tmp; } else { /* downward: right[p[node]] parent->right = tmp; } node->parent = tmp; } /* change the topologic structure of the tree keeping the order of the nodes */ static inline void rbtree_left_rotate(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { /* node as the var x in CLRS while tmp as the var y */ rbtree_node_t* tmp = node->right; /* fix node_cnt */ node->node_cnt = node->left->node_cnt + tmp->left->node_cnt + 1; tmp->node_cnt = node->node_cnt + tmp->right->node_cnt + 1; /* replace y with left[y] */ /* downward: right[x] right = tmp->left; /* if left[[y] is not NIL it has a parent */ if (tmp->left != tree->sentinel) { /* upward: p[left[y]] left->parent = node; } /* replace x with y */ rbtree_replace(tree, node, tmp); tmp->left = node; } static inline void rbtree_right_rotate(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { rbtree_node_t* tmp = node->left; /* fix node_cnt */ node->node_cnt = node->right->node_cnt + tmp->right->node_cnt + 1; tmp->node_cnt = node->node_cnt + tmp->left->node_cnt + 1; /* replace y with right[y] */ node->left = tmp->right; if (tmp->right != tree->sentinel) { tmp->right->parent = node; } /* replace x with y */ rbtree_replace(tree, node, tmp); tmp->right = node; } /* static methods */ /* fix the red-black tree after the new node inserted */ static void rbtree_insert_fixup(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { while(rbtree_is_red(node->parent)) { if (node->parent == node->parent->parent->left) { /* case 1: node's uncle is red */ if (rbtree_is_red(node->parent->parent->right)) { rbtree_black(node->parent); rbtree_black(node->parent->parent->right); rbtree_red(node->parent->parent); node = node->parent->parent; /* Then we can consider the whole subtree */ /* which is represented by the new "node" as the "node" before */ /* and keep looping till "node" become the root. */ } /* case 2: node's uncle is black */ else { /* ensure node is the left kid of its parent */ if (node == node->parent->right) { node = node->parent; rbtree_left_rotate(tree, node); } /* case 2 -> case 1 */ rbtree_black(node->parent); rbtree_red(node->parent->parent); rbtree_right_rotate(tree, node->parent->parent); } } /* same as the "if" clause before with "left" and "right" exchanged */ else { if (rbtree_is_red(node->parent->parent->left)) { rbtree_black(node->parent); rbtree_black(node->parent->parent->left); rbtree_red(node->parent->parent); node = node->parent->parent; } else { if (node == node->parent->left) { node = node->parent; rbtree_right_rotate(tree, node); } rbtree_black(node->parent); rbtree_red(node->parent->parent); rbtree_left_rotate(tree, node->parent->parent); } } } /* ensure the root node being black */ rbtree_black(tree->root); } static void rbtree_delete_fixup(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { rbtree_node_t* brother = NULL; while(node != tree->root && rbtree_is_black(node)) { if (node == node->parent->left) { brother = node->parent->right; if (rbtree_is_red(brother)) { rbtree_black(brother); rbtree_red(node->parent); rbtree_left_rotate(tree, node->parent); /* update brother after topologic change of the tree */ brother = node->parent->right; } if (rbtree_is_black(brother->left) && rbtree_is_black(brother->right)) { rbtree_red(brother); /* go upward and keep on fixing color */ node = node->parent; } else { if (rbtree_is_black(brother->right)) { rbtree_black(brother->left); rbtree_red(brother); rbtree_right_rotate(tree, brother); /* update brother after topologic change of the tree */ brother = node->parent->right; } rbtree_copy_color(brother, node->parent); rbtree_black(node->parent); rbtree_black(brother->right); rbtree_left_rotate(tree, node->parent); /* end the loop and ensure root is black */ node = tree->root; } } /* same as the "if" clause before with "left" and "right" exchanged */ else { brother = node->parent->left; if (rbtree_is_red(brother)) { rbtree_black(brother); rbtree_red(node->parent); rbtree_left_rotate(tree, node->parent); brother = node->parent->left; } if (rbtree_is_black(brother->left) && rbtree_is_black(brother->right)) { rbtree_red(brother); node = node->parent; } else { if (rbtree_is_black(brother->left)) { rbtree_black(brother->right); rbtree_red(brother); rbtree_right_rotate(tree, brother); brother = node->parent->left; } rbtree_copy_color(brother, node->parent); rbtree_black(node->parent); rbtree_black(brother->left); rbtree_left_rotate(tree, node->parent); node = tree->root; } } } rbtree_black(node); } /* public methods */ void rbtree_insert_value(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { /* Using ** to know wether the new node will be a left kid */ /* or a right kid of its parent node. */ rbtree_node_t** tmp = &tree->root; rbtree_node_t* parent; while(*tmp != tree->sentinel) { parent = *tmp; /* update node_cnt */ (parent->node_cnt)++; tmp = (node->key key) ? &parent->left : &parent->right; } /* The pointer knows wether the node should be on the left side */ /* or on the right one. */ *tmp = node; node->parent = parent; node->left = tree->sentinel; node->right = tree->sentinel; rbtree_red(node); } void rbtree_visit(rbtree_node_t* node) { /* visiting the current node */ } void rbtree_insert(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { rbtree_node_t* sentinel = tree->sentinel; /* if the tree is empty */ if (tree->root == sentinel) { tree->root = node; node->parent = sentinel; node->left = sentinel; node->right = sentinel; rbtree_black(node); return; } /* generally */ tree->insert(tree, node); rbtree_insert_fixup(tree, node); } void rbtree_delete(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { rbtree_node_t* sentinel = tree->sentinel; /* wether "node" is on the left side or the right one */ rbtree_node_t** ptr_to_node = NULL; /* "cover" is the node which is going to cover "node" */ rbtree_node_t* cover = NULL; /* wether we lossing a red node on the edge of the tree */ int loss_red = rbtree_is_red(node); int is_root = (node == tree->root); /* get "cover" & "loss_red" */ /* sentinel in "node"'s kids */ if (node->left == sentinel) { cover = node->right; } else if (node->right == sentinel) { cover = node->left; } /* "node"'s kids are both non-sentinel */ else { /* update "node" & "loss_red" & "is_root" & "cover" */ cover = rbtree_subtree_min(node->right, sentinel); node->key = cover->key; node->value = cover->value; node = cover; loss_red = rbtree_is_red(node); is_root = 0; /* move "cover"'s kids */ /* "cover" can only be a left kid */ /* and can only have a right non-sentinel kid */ /* because of function "rbtree_subtree_min" */ cover = node->right; } if (is_root) { /* update root */ tree->root = cover; } else { /* downward link */ if (node == node->parent->left) { node->parent->left = cover; } else { node->parent->right = cover; } } /* upward link */ cover->parent = node->parent; /* "cover" may be a sentinel */ if (cover != sentinel) { /* set "cover" */ cover->left = node->left; cover->right = node->right; rbtree_copy_color(cover, node); } /* clear "node" since it's useless */ node->key = -1; node->parent = NULL; node->left = NULL; node->right = NULL; node->value = NULL; /* update node_cnt */ rbtree_node_t* tmp = cover->parent; while(tmp != sentinel) { (tmp->node_cnt)--; tmp = tmp->parent; } if (loss_red) { return; } /* When lossing a black node on edge */ /* the fifth rule of red-black tree will be broke. */ /* So the tree need to be fixed. */ rbtree_delete_fixup(tree, cover); } /* find the node in the tree corresponding to the given key value */ rbtree_node_t* rbtree_find(rbtree_t* tree, rbtree_key_t key) { rbtree_node_t* tmp = tree->root; /* next line is just fot test */ // int step_cnt = 0; /* search the binary tree */ while(tmp != tree->sentinel) { /* next line is just fot test */ // step_cnt++; if(key == tmp->key) { /* next line is just for test */ // printf("step count: %d, color: %s, ", step_cnt, rbtree_is_red(tmp) ? "red" : "black"); return tmp; } tmp = (key key) ? tmp->left : tmp->right; } return NULL; } /* find the node in the tree corresponding to the given order number */ rbtree_node_t* rbtree_index(rbtree_t* tree, int index) { if (index = rbtree_count(tree)) { return NULL; } rbtree_node_t* tmp = tree->root; int left_cnt = 0; int sub_left_cnt; while(tmp->node_cnt > 0) { sub_left_cnt = tmp->left->node_cnt; if (left_cnt + sub_left_cnt == index) { return tmp; } if (left_cnt + sub_left_cnt right; } else { tmp = tmp->left; } } } /* get the height of the subtree */ int rbtree_height(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node) { if (node == tree->sentinel) { return 0; } int left_height = rbtree_height(tree, node->left); int right_height = rbtree_height(tree, node->right); int sub_height = (left_height > right_height) ? left_height : right_height; return sub_height+1; } /* get the count of nodes in the tree */ int rbtree_count(rbtree_t* tree) { return tree->root->node_cnt; } /* visit every node of the subtree whose root is given in order */ void rbtree_traversal(rbtree_t* tree, rbtree_node_t* node, rbtree_visit_p visit) { if (node != tree->sentinel) { rbtree_traversal(tree, node->left, visit); visit(node); rbtree_traversal(tree, node->right, visit); } } </stddef.h>Machen wir einen Stresstest.
test.c:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include "rbtree.h" int main(int argc, char const *argv[]) { double duration; double room; rbtree_t t = {}; rbtree_node_t s = {}; rbtree_init(&t, &s, rbtree_insert_value); const int cnt = 1key = %d\n", no, rbtree_index(&t, no)->key); long time2 = clock(); room = 48.0*cnt/(1 Stresstestergebnisse der vorherigen Version: <pre name="code">Inserting 1048576 nodes costs 48.00MB and spends 0.425416 seconds. Searching 1024 nodes among 1048576 spends 0.001140 seconds. Hash 1024 times spends 0.000334 seconds. Deleting 1024 nodes among 1048576 spends 0.000783 seconds.Stresstest-Ergebnisse der erweiterten Version:
Inserting 1048576 nodes costs 48.00MB and spends 0.467859 seconds. Searching 1024 nodes among 1048576 spends 0.001188 seconds. Indexing 1024 nodes among 1048576 spends 0.001484 seconds. Hash 1024 times spends 0.000355 seconds. Deleting 1024 nodes among 1048576 spends 0.001417 seconds. The height of the tree is 28. Getting it spends 0.021669 seconds. Traversal the tree spends 0.023913 seconds. Count of nodes in the tree is 1047552.Vergleich finden Sie:
1. Das Einfügen von Knoten ist etwas langsamer, da beim Einfügen ein weiteres node_cnt-Element beibehalten wird.
2. Es gibt keine Änderung in der Geschwindigkeit, mit der Knoten nach Schlüssel gefunden werden.
3. Es gibt keine Änderung in der Hash-Suchgeschwindigkeit.
4. Das Löschen eines Knotens dauert fast doppelt so lange, da node_cnt nach jedem Löschvorgang vollständig aktualisiert werden muss, was fast einer Abfrage per Schlüssel entspricht.
5. Die Abfrage nach Seriennummer ist etwas langsamer als die Abfrage nach Schlüssel, da Sie jedes Mal, wenn Sie den rechten Teilbaum betreten, eine weitere Addition durchführen müssen.
6. Die zum Durchqueren benötigte Zeit entspricht der Ermittlung der Baumhöhe, da sie im Wesentlichen den Baum durchqueren und die Zeiteffizienz in der Größenordnung von O(n) liegt. Der spezifische Punkt beträgt 2n Knotenzugriffe, wenn Knoten auf den Stapel geschoben werden und wenn sie aus dem Stapel herausspringen.
Fragen Sie mich nicht, wo Max, Min und Mid sind. Kann ich diese anhand der Seriennummer überprüfen?
Urheberrechtserklärung: Dieser Artikel ist ein Originalartikel des Bloggers und darf nicht ohne die Erlaubnis des Bloggers reproduziert werden.
Das Obige stellt die Nginx-Datenstruktur 3 vor – den erweiterten Rot-Schwarz-Baum, einschließlich Aspekten des Inhalts. Ich hoffe, dass es für Freunde hilfreich sein wird, die sich für PHP-Tutorials interessieren.

PHP ist hauptsächlich prozedurale Programmierung, unterstützt aber auch die objektorientierte Programmierung (OOP). Python unterstützt eine Vielzahl von Paradigmen, einschließlich OOP, funktionaler und prozeduraler Programmierung. PHP ist für die Webentwicklung geeignet, und Python eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen wie Datenanalyse und maschinelles Lernen.

PHP entstand 1994 und wurde von Rasmuslerdorf entwickelt. Es wurde ursprünglich verwendet, um Website-Besucher zu verfolgen und sich nach und nach zu einer serverseitigen Skriptsprache entwickelt und in der Webentwicklung häufig verwendet. Python wurde Ende der 1980er Jahre von Guidovan Rossum entwickelt und erstmals 1991 veröffentlicht. Es betont die Lesbarkeit und Einfachheit der Code und ist für wissenschaftliche Computer, Datenanalysen und andere Bereiche geeignet.

PHP eignet sich für Webentwicklung und schnelles Prototyping, und Python eignet sich für Datenwissenschaft und maschinelles Lernen. 1.PHP wird für die dynamische Webentwicklung verwendet, mit einfacher Syntax und für schnelle Entwicklung geeignet. 2. Python hat eine kurze Syntax, ist für mehrere Felder geeignet und ein starkes Bibliotheksökosystem.

PHP bleibt im Modernisierungsprozess wichtig, da es eine große Anzahl von Websites und Anwendungen unterstützt und sich den Entwicklungsbedürfnissen durch Frameworks anpasst. 1.PHP7 verbessert die Leistung und führt neue Funktionen ein. 2. Moderne Frameworks wie Laravel, Symfony und Codesigniter vereinfachen die Entwicklung und verbessern die Codequalität. 3.. Leistungsoptimierung und Best Practices verbessern die Anwendungseffizienz weiter.

PhPhas significantantyPactedWebDevelopmentAndendendsbeyondit.1) iTpowersMAjorPlatforms-LikewordpressandExcelsInDatabaseInteractions.2) php'SadaptabilityAllowStoscaleForLargeApplicationsfraMe-Linien-Linien-Linien-Linienkripte

PHP -Typ -Eingabeaufforderungen zur Verbesserung der Codequalität und der Lesbarkeit. 1) Tipps zum Skalartyp: Da Php7.0 in den Funktionsparametern wie int, float usw. angegeben werden dürfen. 3) Eingabeaufforderung für Gewerkschaftstyp: Da Php8.0 in Funktionsparametern oder Rückgabetypen angegeben werden dürfen. 4) Nullierstyp Eingabeaufforderung: Ermöglicht die Einbeziehung von Nullwerten und Handlungsfunktionen, die Nullwerte zurückgeben können.

Verwenden Sie in PHP das Klonschlüsselwort, um eine Kopie des Objekts zu erstellen und das Klonierungsverhalten über die \ _ \ _ Clone Magic -Methode anzupassen. 1. Verwenden Sie das Klonschlüsselwort, um eine flache Kopie zu erstellen und die Eigenschaften des Objekts, nicht die Eigenschaften des Objekts zu klonen. 2. Die \ _ \ _ Klonmethode kann verschachtelte Objekte tief kopieren, um flache Kopierprobleme zu vermeiden. 3. achten Sie darauf, dass kreisförmige Referenzen und Leistungsprobleme beim Klonen vermieden werden, und optimieren Sie die Klonierungsvorgänge, um die Effizienz zu verbessern.

PHP eignet sich für Webentwicklungs- und Content -Management -Systeme, und Python eignet sich für Datenwissenschafts-, maschinelles Lernen- und Automatisierungsskripte. 1.PHP hat eine gute Leistung beim Erstellen von schnellen und skalierbaren Websites und Anwendungen und wird üblicherweise in CMS wie WordPress verwendet. 2. Python hat sich in den Bereichen Datenwissenschaft und maschinelles Lernen mit reichen Bibliotheken wie Numpy und TensorFlow übertrifft.


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