Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

AVL и Red-Black Tree - C++

Восстановить пароль Регистрация
Другие темы раздела
C++ Метод Зейделя для решения СЛАУ [Доработка кода] http://www.cyberforum.ru/cpp-beginners/thread569136.html
Доброе утро народ. Мне нужна программа которая реализует Метод Зейделя для решения СЛАУ. Покопавшись в интернете нашел неплохой вариант. Но проблема в том, что бы я не ввел выдает Условие сходимости по евклидовой метрике не выполняется! Подскажите в чем проблема, может надо что то особенное вводить? Можно ли упростить код, мне кажется что там много лишнего? Всем кто поможет, заранее...
C++ Процедура и функция: Описать функцию Exp l(x,ε) вещественного типа Описать функцию Exp l(x,ε) вещественного типа (параметры x,ε- вещественные,ε>0), находящую приближённое значение функции exp(x): exp(x)=1+x+x^2/(2!)+х^3/(3!)+...+x^n/(n!)+... (n!=1*2*...*n). В сумме учитывать все слагаемые, большие ε. С помощью Exp1 найти приближённое значение экспоненты для данного x при шести данных ε. Язык программирования-СИ. Помогите пожалуйста решить!!!! http://www.cyberforum.ru/cpp-beginners/thread569127.html
C++ WinAPI Как узнать имя компьютера
Нужен простой пример который получает имя компа на котором запускаеться прога на с++ В одной книге нашел такую функцию string GetComputerName(){ char buffer=""; unsigned long size =MAX_COMPUTERNAME_LENGTH+1; ::GetComputerName(buffer, &size); return String(buffer);
C++ Считать из файла только числа
Сделал класс, который загружает текстовый файл в массив(целочисленный) и имеет функцию удаления числа из файла. #include <iostream> #include <fstream> using namespace std; class Txt { private: int *arr;//указатель на целочисленный массив ifstream ifile;//входной поток
C++ Помогите написать программу для решения слау методом Гаусса http://www.cyberforum.ru/cpp-beginners/thread569104.html
Осталось как обычно пару дней до сдачи курсовой, а она еще не готова! Помогите пожалуйста. Вот код, который чуть-чуть работает Главная проблема в том, чтобы привести систему к диагональному виду без дробных коэффициентов, там возможно 0/0.... линейную комбинацию осуществить нужно верно. Однако нужно произвести сортировку так, чтобы на диагонали при каждом шаге не было "0". И сложно с обратным...
C++ Подсчитать сколько раз элементы массива меняют знак Дан массив ненулевых целых чисел. Определить сколько раз элементы массива, при просмотре от его начала, меняют знак. #include <iostream> #include <ctime> using namespace std; int main () { setlocale (LC_CTYPE, "Russian"); srand(time(NULL)); подробнее

Показать сообщение отдельно
flo
0 / 0 / 0
Регистрация: 17.12.2011
Сообщений: 67
09.05.2012, 09:29     AVL и Red-Black Tree
помогите пожалуйста переделать функцию "void AVL :: OP(AVL *& T, int mode, int pos)" под красно-черное дерево. Всё работает, кроме неё
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
//Работа с АВЛ-деревом
//Демонстрационная программа     (С) Clgn, 18.04-26.02.2010
//Поддерживаются:
// -  произвольная последовательность на множестве с использованием массива ссылок
// -  генерация случайного АВЛ-дерева
// -  эффективные алгоритмы FIND, SEQ, AND, XOR, OR, MERGE, SPLIT,
//                          MUL, CONCAT, EXCL, ERASE, CHANGE, SUBST
//                          COPY, EQ
 
#include <iostream.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
 
const int NN = 200; //Предельная мощность по умолчанию
const int N1 = 10, N2 = 7; //Мощности для эксперимента
const int FIRSTROW = 1, SECONDROW = 13, FIRSTCOL = 40,
      OFFSET = 40, MAXDEPTH = 5; //Константы управления выводом на экран
char bb[] = "-o+";
class Stack;
void Error(int); // Обработка ошибок
 
class A {   // Узел АВЛ-дерева
    int key;    //Значение (вес в узле)
    A * link[2];    //Левое и правое поддерево
    int b, k;       //Баланс: -1, 0, +1; кратность узла
    A **bkwd;       //Обратная ссылка на массив указателей
    void Erase();   //Метод: Рекурсивное удаление узла
public:
    void Display(int, int, int, A**); //Вывод узла на экран
    int El() {return key;}; //Доступ к значению веса узла (inline по умолчанию!)
    A(int k);       //Конструктор узла
    A(A *&);    //Конструктор копирования для узла
    ~A(){};
friend class AVL;
    };
 
class AVL {
    A * root, * cp;
    int h, n0, n, N;    //Высота, текущая, максимальнвя мощность
    int current;
    A ** ptrs;
 
    A * Build(int, int, int &);     //Формирование дерева по отрезку массива ссылок с возвратом высоты
    void BuildSeq();                //Образование последовательности по кратностям
    void OP(AVL *&, int mode = 0, int pos = 0);  //Двуместная операция
public:                                 //   (0 - AND, 1 - SUB, 2 - XOR, 4 - OR, 5 - MERGE)
    int * Part(int, int);       //Извлечение части последовательности
    int Step (A *&, Stack &, int mode = 0); //Один шаг внутреннего обхода дерева
    void Display(int); //Вывод дерева на экран, начиная с указанного ряда
 
    int IN(int e) {return (FIND(e) >= 0); };
    int INSERT(int);    //Вставка нового узла (с присоединением к концу п-ти)
    int REMOVE(int);        //Удаление узла из дерева
    void AND(AVL *& T) { OP(T); }
    void SUB(AVL *& T) { OP(T, 1); }
    void XOR(AVL *& T) { OP(T, 2); }
    void OR(AVL *& T) { OP(T, 3); }
    void MERGE(AVL *& T) { OP(T, 4); }
    AVL * SPLIT(int);
    int FIND(int);
    int SEQ(int p) { if (p < n) {
               current = p;
               return ptrs[p]->key;
             }
             else return -1; };
    void MUL(int);
    void CONCAT(AVL *& T) { OP(T, 5); }
    void EXCL(AVL *& T);
    void ERASE(int, int);
    void CHANGE(AVL *& T, int p) { ERASE(p, p+T->n); OP(T, 5, p + 1); }
    void SUBST(AVL *& T, int p) { OP(T, 5, p + 1); }
    AVL * COPY();               // = COPY
    int operator == (AVL &);   // = EQ
    void PUSH(int e){ INSERT(e); }
    int POP(){ if(n) { int e = ptrs[n-1]->key; REMOVE(e); current = n-1; return e; }
           else return -1;
        }
    int GET(){ if(n) { int e = ptrs[0]->key; REMOVE(e); current = 0; return e; }
           else return -1;
        }
    int CURRENT() {return ptrs[current]->key; }
    int NEXT() { if (n) { if(current++ >= n) current = 0;
                    return ptrs[current]->key; }
                 else return -1;
               }
    int PREV() { if(n) { if(--current < 0) current = n-1; return ptrs[current]->key; }
                 else return -1;
               }
    AVL(){ root = cp = 0; h = n0 = n = 0; current = -1; N = NN;
           ptrs = new A* [N]; };        //Конструктор пустого дерева
    AVL(int);       //Конструктор произвольного дерева заданной мощности
    AVL(int *&);    //Конструктор дерева из заданной последовательности
    ~AVL();
    };
 
class Els {     //Элемент стека
       A * p;
       int a;
       Els * pr;
friend class Stack;
public:
       Els(){};
       Els(A * pp, int e, Els * ptr)
        {p = pp; a = e; pr = ptr;};
       ~Els(){};
       };
 
class Stack {
       Els * stptr; // Указатель стека
public:
       Stack(){ stptr = 0; };
       Stack(A * pp, int e){ stptr = new Els(pp, e, 0); };
       void Push(A *, int);
       int Pop(A *&, int &);
};
 
int Stack :: Pop(A * & pp, int & aa)    //Поднять из стека, вернуть "стек не пуст"
{
   if (stptr) {
      Els * s = stptr;
      pp = s->p;
      aa = s->a;
      stptr = s->pr;
      delete s;
      return 1;
   }
   else return 0;
}
 
void Stack :: Push(A * pp, int aa)  //Опустить в стек
{
   Els * s = new Els; //ELs(pp, aa); //, stptr);
   s->p = pp;
   s->a = aa;
   s->pr = stptr;
   stptr = s;
}
 
A :: A(int e)   //Конструктор нового узла с весом "e"
{
   key = e;
   link[0] = 0;
   link[1] = 0;
   b = 0;
   k = 1;
}
 
A :: A(A *& u) //Конструктор "копирования"
{
   key = u->key;
   link[0] = link[1] = 0;
   b = 0;
   k = u->k;
   bkwd = 0;
}
 
void A :: Erase()
{
   if (link[0]) link[0]->Erase();
   if (link[1]) link[1]->Erase();
   delete this;
}
 
AVL :: ~AVL()
{
   if (root) root->Erase();
   if (n) delete [] ptrs;
}
 
AVL :: AVL(int k) //Конструктор - генератор дерева мощности "k"
{
   N = NN;
   int c, d = NN/k, e;
   n0 = 0;
   ptrs = new A* [N];
   ptrs[0] = new A(c = random(d)+1);  //Первый элемент
   for (int i = 1; i < k; i++) {
       e = random(d);  //Случайная добавка
       if (e > 1) {
      c += e;
      ptrs[++n0] = new A(c); //Новый элемент множества
       }
       else ptrs[n0]->k++;  //Новый кратный
   }
   n0++;
   root = Build(0, n0, h);
   BuildSeq();
   current = 0;
}
 
AVL :: AVL(int * &keys) //Конструктор дерева из последовательности
{  int i, j, c,
     * seql = new int[NN];
   A * s0;
   for (n = 0; keys[n]; n++)
      seql[n] = keys[n];  //Копирование с подсчётом мощности
   if (n) {
      for (i = n;  i >= 0; i--)
     for (j = 1; j < i; j++)
        if (keys[j - 1] > keys[j]) {
           c = keys[j];
           keys[j] = keys[j - 1];
           keys[j - 1] = c;
        }
      N = n;
      ptrs = new A*[N];
      ptrs[0] = new A(keys[0]);
      for (j = i = 1; i < n; i++)   //Создание комплекта узлов...
     if (keys[i - 1] != keys[i])  // ...пропуск совпадений
        ptrs[j++] = new A(keys[i]);
      n0 = j;
      root = Build(0, n0, h);  //Формирование дерева
      for (i = 0; i < n; i++) { //Восстановление массива ссылок
     s0 = root;
     while (s0 && (s0->key != seql[i]))
        s0 = s0->link[s0->key < seql[i]];
     if (!s0)
        Error(2);
     s0->k = 0;
     ptrs[i] = s0;
      }
      for (i = n - 1; i >= 0; i--) { //Подсчёт кратностей
     ptrs[i]->k++;
     ptrs[i]->bkwd = &ptrs[i];
      }
   }
   else { root = 0;  ptrs = 0; N = n0 = 0; }
   delete []keys;
   delete []seql;
   current = 0;
}
 
AVL * AVL :: COPY() //Конструктор копирования
{  AVL * T1 = new AVL;
   A *s0 = 0;
   Stack St0;
   int p0 = Step(s0, St0);
   while (p0) {
      T1->ptrs[T1->n0++] = new A(s0);
      p0 = Step(s0, St0);
   }
   T1->root = T1->Build(0, n0, h);
   T1->BuildSeq();
   return T1;
}
 
int AVL :: operator == (AVL & T) //Сравнение множеств
{
   A * s0 = 0, *s1 = 0;
   Stack St0, St1;
   int p = 1, p0 = Step(s0, St0), p1 = T.Step(s1, St1);
   while (p && p0 && p1) {
      p *= s0->key == s1->key;
      p0 = Step(s0, St0);
      p1 = T.Step(s1, St1);
   }
   return p;
}
 
A * AVL :: Build(int a, int b, int &h2) //Сборка АВЛ-дерева из массива узлов
{
   h2 = 0;
   if (b <= a) return 0;
   int h0 = 0, h1 = 0, c = (a + b) /2;
   A * s = ptrs[c];
   s->bkwd = &ptrs[c];
   s->link[0] = Build(a, c, h0);
   s->link[1] = Build(c+1, b, h1);
   s->b = h1 - h0;
   h2 = 1 + (h0 > h1? h0 : h1);
   return s;
}
 
int * AVL :: Part(int p1, int p2) //Извлечение подпоследовательности
{  if (p2 > n) p2 = n;
   if (p1 >= p2) p1 = p2 - 1;
   int i, j = 0, * seq = new int[p2 - p1 + 1];
   for (i = p1; i < p2; i++)
      seq[j++] = ptrs[i]->key;
   seq[j] = 0;
   return seq;
}
 
void AVL :: BuildSeq() //Восстановление последовательности по кратностям
{
   int i, j;
   for (i = n = 0; i < n0; i++) n += ptrs[i]->k;  //Подсчёт полной мощности
   i = n0; j = n;
   while ((i > 0) && (i != j)) {
      --i; --j;
      ptrs[j] = ptrs[i];
      ptrs[j]->bkwd = &ptrs[j];     //Установка обратных ссылок
      for (int l = 1; l < ptrs[i]->k; l++)  { //Восстановление дубликатов
         ptrs[--j] = ptrs[i];
         ptrs[j]->bkwd = &ptrs[j];
      }
   }
}
 
void AVL :: OP(AVL *& T, int mode, int pos)    //Двуместная операция
{       //(0 - AND, 1 - SUB, 2 - XOR, 3 - OR, 4 - MERGE, 5 - CONCAT)
    // pos != 0 -> вместо сцепления - вставка с позиции 'pos - 1'
   int p = 0, p0, p1, q = 0;
   A ** pt = new A * [NN],       //Массив для узлов результата
     ** pq = new A * [n + T->n]; //Массив для лишних узлов
   A * s0 = 0, * s1 = 0;
   Stack St0, St1;
   p0 = Step(s0, St0);
   p1 = T->Step(s1, St1);
   while (p0 && p1) { //Отбор узлов для нового дерева, сброс ссылок на них
     if (s0->key == s1->key) {
     if (!mode || (mode > 2)) pt[p++] = s0;
     s0->k = (mode > 3)? s0->k + s1->k : 1; //MERGE -> счёт кратности
     pq[q++] = s1;    //Дубликат -> в список удаляемых
     *s1->bkwd = s0;  //Перестановка ссылки на сохранённый узел
     p0 = Step(s0, St0);
     p1 = T->Step(s1, St1);
      }
      else if (s0->key < s1->key) {
     if (mode) { pt[p++] = s0;
         if (mode < 4) s0->k = 1;
         }
     else pq[q++] = s0;  //Ненужный узел - в список удаляемых
     p0 = Step(s0, St0);
      }
      else {
     if (mode > 1) { pt[p++] = s1;
        if (mode < 4) s1->k = 1;
        }
     else pq[q++] = s1; //Ненужный узел - в список удаляемых
     p1 = T->Step(s1, St1);
      }
   };
   //Подбор "хвостов"
   while (p0) {
    if (mode) { //Не AND
       pt[p++] = s0;
       if (mode < 4) s0->k = 1; //Результат - множество: кратность = 1
       }
    else pq[q++] = s0;  //Ненужный узел - в список удаляемых
    p0 = Step(s0, St0);
   }
   while (p1) {
    if (mode > 1) { //Не AND и не SUB
       pt[p++] = s1;
       if (mode < 4) s1->k = 1; //Результат - множество: кратность = 1
    }
    else pq[q++] = s1; //Ненужный узел - в список удаляемых
    p1 = T->Step(s1, St1);
   }
 
   for (p0 = 0; p0 < q; p0++) delete pq[p0]; //Уничтожение лишних узлов
   if (mode == 5) { //CONCAT: сцепление массивов ссылок, р-т -> в pq[]
      if (pos > n + 1) pos = 0;
      int n1 = pos? pos - 1 : n; //Если вставка, копировать только до 'pos'
      for (q = 0; q < n1; q++)
         pq[q] = ptrs[q];
      current = q;
      for (p0 = 0; p0 < T->n; p0++)
         pq[q++] = T->ptrs[p0];
      if (pos) for (p0 = pos - 1; p0 < n; p0++) //Вставка: копировать остаток
         pq[q++] = ptrs[p0];
      n = q;
   }
   else {
     n = p; delete []pq; //Не CONCAT: уничтожение pq[]
   }
   T->root = 0; //Все узлы T использованы или уже удалены
   delete T;
   delete []ptrs;
   ptrs = pt;  //Переключение массива ссылок на результат; сброс link[]
   for (q = 0; q < p; q++) ptrs[q]->link[0] = ptrs[q]->link[1] = 0;
   root = Build(0, p, h); //Сборка нового дерева
   n0 = p;  //Установка мощности для множества
   if (mode == 4) BuildSeq(); //MERGE: обработка кратностей
   if (mode == 5) { //CONCAT: подмена массива ссылок
      delete []ptrs; //Уничтожение упорядоченного массива
      ptrs = pq;     //... подмена
      for (q = n - 1; q >= 0; q--) //Установка обратных ссылок
     ptrs[q]->bkwd = &ptrs[q];
   }
   else current = 0;
}
 
AVL * AVL :: SPLIT(int a) //Расцепление
{  A ** pt = new A * [n], //остающиеся узлы
     ** pq = new A * [n], //отделякмые узлы
      * s0 = 0; //текущий узел для внутреннего обхода
   Stack St0;   //стек для внутреннего обхода
   int i = 0,  j = 0, p0 = Step(s0, St0);
   while (p0) {     //обход в разделением узлов
      s0->k = 1;    //сброс кратностей
      if (s0->key < a) {
         pt[i] = s0;    //перенос узла в последовательность
     s0->bkwd = &pt[i++];  // установка обратной ссылки
 
      }
      else {
     pq[j] = s0;
     s0->bkwd = &pq[j++];
      }
      p0 = Step(s0, St0);
   } 
   delete []ptrs;   //подмена текущей последовательности
   ptrs = pt;
   n = n0 = i;      //фиксация мощности
   root = Build(0, i, h);   //воссоздание текущего дерева
 
   AVL * T2 = new AVL;  //Новое пустое дерево
   T2->n = T2->n0 = j;  //фиксация мощности
   T2->ptrs = pq;   //передача последовательности
   T2->root = T2->Build(0, j, T2->h);  //воссоздание второго дерева
   return T2;
}
 
void AVL :: EXCL(AVL *& T) //Исключить последовательность T, если она есть
{  
   int p = FIND(T->ptrs[0]->key),
       r = 1, i = p, j = 0;
   if (p >= 0) { //Проверка на вхождение последовательности T
      for (int l = 0; l < ptrs[p]->k; l++) {
     while (r && (j < T->n)) r *= (ptrs[i++]->key == T->ptrs[j++]->key);
     if (r) {
        ERASE(p, p + T->n); //T найдена, удаляем
        return;
     }
     p++;
     while (ptrs[p]->key != T->ptrs[0]->key) p++;
     r = 1;  i = p;  j = 0;
      }
   }
}
 
void AVL :: ERASE(int p1, int p2) //Укоротить (исключить часть от p1 до p2)
{
   if (p2 > n) p2 = n;
   if (p1 >= p2) return;
   int p0, q = 0, r;
   A ** pt = new A * [NN],  //Массив ссылок на узлы результата
     ** pq = new A * [n];   //Массив ссылок на удаляемые узлы
   A * s0 = 0;
   Stack St0;
   for (r = 0; r < n; r++)  //Отбор удаляемых узлов
      if ((p1 <= r) && (r < p2)) ptrs[r]->k--; //Уменьшение кратности
   r = 0;
   p0 = Step(s0, St0);
   while (p0) {  //Отбор оставляемых узлов
      if (s0->k) pt[r++] = s0; //Отбираются узлы с ненулевой кратностью
      else pq[q++] = s0;       //Кратность = 0 -> в удаляемые
      p0 = Step(s0, St0);
   }
   for (p0 = 0; p0 < q; p0++) delete pq[p0]; //Уничтожение лишних узлов
   delete []pq;
   pq = ptrs;  //Сохранение исходной последовательности
   ptrs = pt;  //Переключение массива ссылок на результат; сброс link[]
   for (q = 0; q < r; q++) ptrs[q]->link[0] = ptrs[q]->link[1] = 0;
   root = Build(0, r, h); //Сборка нового дерева
   delete []ptrs; //Уничтожение упорядоченного массива ссылок
   ptrs = pq;
   r = p1;
   for (q = p2; q < n; q++)
      ptrs[r++] = ptrs[q]; //Исключение части последовательности
   n = r;
   for (q = n - 1; q >= 0; q--) //Установка обратных ссылок
     ptrs[q]->bkwd = &ptrs[q];
   current = p1;
}
 
void AVL :: MUL (int m) //Размножить p раз
{  int p0;
   A * s0 = 0;
   Stack St0;
   if (n && (m*n > N)) { //Проверка корректности данных
      Error(1);
      m = N/n; }
   p0 = Step(s0, St0);
   while (p0) { //Корректировка кратностей
      s0->k *= m;
      p0 = Step(s0, St0);
   }
   for (p0 = 1; p0 < m; p0++) //Размножение ссылок
     for (int i = 0; i < n; i++) ptrs[p0*n+i] = ptrs[i];
   current = n;
   n *= m;
   }
 
void Error (int p)
{  char y;
   switch (p) {
   case 1: printf("\nMUL: Tree overflow"); break;
   case 2: printf("\nAVL(seql): Value not found! Exit?(Y)"); break;
   default: printf("\n Undetermined error");
   }
   y = getche();
   if (toupper(y) == 'Y') exit(1);
}
void AVL :: Display(int firstrow)
{
   if (firstrow == FIRSTROW)  //Вызов для главного дерева -> очистить экран
     clrscr();
   gotoxy(1, firstrow);
 
   cprintf("AVL-Tree(h=%2d n0=%2d n=%2d) ------->", h, n0, n);
   if (root) {
      root->Display(firstrow, FIRSTCOL, 1, ptrs);
      gotoxy(1, firstrow + MAXDEPTH + 2);
      for (int i=0; i<n; i++) {
     textcolor((i == current)? LIGHTRED : WHITE);
     cprintf("%4d", ptrs[i]->key);
      }
      textcolor(WHITE);
   }
   else cprintf("<Empty!>");
}
 
void A::Display(int rov, int col, int depth, A ** ptr) //Выдача узла (дерева в целом) на экран
{
   if(depth > MAXDEPTH) {cout << "..."; return; }
   gotoxy(col, rov);
   cout << key; // Вес в узле
   gotoxy(col, rov+1);
   cout << bb[b+1]; // Баланс
   gotoxy(col, rov+2);
   cout << k;
   gotoxy(col, rov+3);
   cout << (int)(bkwd-ptr);
   if (link[0]) link[0]->Display(rov+1, col-(OFFSET>>depth), depth+1, ptr);
   if (link[1]) link[1]->Display(rov+1, col+(OFFSET>>depth), depth+1, ptr);
}
 
int AVL :: FIND(int e)
{
    A *p = root;
    int cont = 1;
    if (root) {
       while (cont && (e != p->key)) {
          p = p->link[ e > p->key ];
          cont = (p != 0);
       }
       if (cont) { current = (int)(p->bkwd - ptrs);
      return current;
       }
    }
    return -1;
}
 
int AVL :: INSERT(int e)    //Метод: Вставка нового узла
{ A *t, *s, *p, *q, *r;
   int a, cont, d;
   //===== Инициализация =====
   t = 0;  current = n;
   if (root == 0) { // Дерево пусто
      ptrs[0] = root = new A(e); //Создать корень
      n0 = n = h = 1;       //...мощность и высота = 1
      root->bkwd = ptrs;
      return 2;         //...выход: "вставлено"
   }
   else {
      s = p = root;
      cont = 1;
      //===== Поиск места вставки =====
      while((e != p->key) && cont) {
     a = e > p->key? 1:0;
     q = p->link[a];
     if(q) { //Есть сын
        if(q->b) { t = p; d = a;
           s = q; } //запоминание узла с ненулевым балансом
        p = q; //Шаг вниз
        }
     else {
        ptrs[n] = p->link[a] = q = new A(e);  //Вставка
        q->bkwd = &ptrs[n++]; //...Обратная ссылка
        n0++; cont = 0; }
      }
      if (cont) {   // Элемент уже имеется, вставка дубликата
     ptrs[n] = p;
     n++; p->k++;
     return 1;
      }
      else { //Вставлен новый узел
     //===== Замена нулевых балансов на +1/-1
        r = p = s->link[e > s->key];
        while (p != q) {
           if (e < p->key) {
          if (p->b == 0) p->b = -1;
          p = p->link[0];
           }
          else { if (p->b == 0) p->b = +1;
          p = p->link[1];
           }
        }
     //===== Балансировка =====
        if (e < s->key) a = -1; //Левый или правый случай?
        else a = +1;
        if (s->b == 0) {    //s - это корень. Дерево подросло...
           h++;
        s->b = a;
     }
        else if (s->b == -a) s->b = 0;  //...сбалансировалось
        else {      // (s->b == a):... разбалансировалось
           if (r->b == a) { //Случай I: Однократный поворот
          p = r;
          s->link[(1+a)/2] = r->link[(1-a)/2];
          r->link[(1-a)/2] = s;
          s->b = r->b = 0;
           }
           else {       //Случай II: Двукратный поворот
          p = r->link[(1-a)/2];
          r->link[(1-a)/2] = p->link[(1+a)/2];
          p->link[(1+a)/2] = r;
          s->link[(1+a)/2] = p->link[(1-a)/2];
          p->link[(1-a)/2] = s;
          if (p->b) {
            if (p->b == a) { s->b = -a; r->b = 0; }
            else { s->b = 0; r->b = a; }
          p->b = 0;
          }
          else  s->b = r->b = 0;
        }
           if (t) t->link[d] = p; // Корректировка
           else root = p;         // внешней ссылки
        }
      }
      return 2; // Выход: "Вставлено"
   }
}
 
int AVL :: REMOVE(int e)    //Удаление узла с весом "e"
{  A *p, *q, *r;
   int i, a, cont, B[] = {-1, +1};
   Stack * St = new Stack; //Создание и очистка стека
 
   //===== Инициализация =====
   p = 0;
   a = 0;
   cont = ((q = root) != 0);
   //===== Поиск удаляемого элемента =====
   while(cont && (e != q->key)) {
      St->Push(p, a);   //Опускание в стек указателя на узел и направления спуска
      p = q;
      a = e > q->key;
      q = q->link[a];
      if(q == 0) cont = 0;  //Ссылка пуста -> закончить поиск, элемента нет
   }
   if (cont) {     // Элемент найден, удаляем
      n--;
      if (q->k > 1) { //Удаление дубликата
     q->k--;
     i = current = q->bkwd - ptrs;
     while (i < n) {
        i++;
        if (ptrs[i] == q) current = i;
     }
     // Уплотнение массива ссылок
     if(current < n) {
        for (i = current; i < n; i++) ptrs[i] = ptrs[i+1];
        for (i = n; i >= 0; i--) ptrs[i]->bkwd = &ptrs[i];
     }
     else current = 0;
      }
      else {  //Удаление оригинала
     n0--;
     if (r = q->link[1]) { // Правое поддерево не пусто? + Уст. r
         if (r->link[0]) { // Случай 3: ищем пустую левую ссылку...
        St->Push(p, a); //Опускаем в стек узел на пути к месту удаления
        p = q;
        a = 1;
        do {
           St->Push(p, a);
           p = r;
           r = r->link[a = 0];
        } while(r->link[0]);
        q->key = r->key; // Нашли, подменяем удаляемое значение...
        current = q->bkwd - ptrs;
        q->bkwd = r->bkwd;
        *q->bkwd = q;
        ptrs[current] = r;
        r->bkwd = &ptrs[current];
        p->link[0] = r->link[1];
        q = r;
         }
         else {
        r->link[0] = q->link[0]; // Случай 2: замена правым сыном
        if(p) p->link[a] = r;
        else root = r;
        St->Push(p, a);
        p = r;
        p->b = q->b;
        a = 1;
         }
     }
     else {
        if (p) p->link[a] = q->link[0];  // Случай 1: правое поддерево пусто
        else root = q->link[0];
     }
     current = q->bkwd - ptrs;
     // Уплотнение массива ссылок
     if(current < n) {
        for (i = current; i < n; i++) ptrs[i] = ptrs[i+1];
        for (i = n; i >= 0; i--) ptrs[i]->bkwd = &ptrs[i];
     }
     else current = 0;
     delete q;    //Уничтожение узла
 
     //===== Балансировка =====
     while (cont) { //Цикл, пока не дойдём до корня дерева
        cont = 0;
        if (!p) h--; // Дошли до корня. Уменьшаем высоту дерева
        else if (p->b) { //b != 0
           cont = 1;
           if (p->b == B[a]) { // Поддерево сбалансировалось. Идем к корню...
           p->b = 0;
           St->Pop(p, a);   //Поднятие из стека указателя на отца и направления
           }
           else { // p->b == -B[a]: Требуется перебалансировка
          q = r = p->link[1-a];
          if (r->b == -p->b) { // Случай 2: двукратный поворот
             r = r->link[a];
             p->link[1-a] = r->link[a];
             q->link[a] = r->link[1-a];
             r->link[a] = p;
             r->link[1-a] = q;
             if (r->b) {
            if (r->b == B[a]) { p->b = 0; q->b = -B[a]; }
            else { p->b = B[a]; q->b = 0; }
            r->b = 0;
             }
             else  q->b = p->b = 0;
          }
          else { // Случаи 1 и 3: однократный поворот
             p->link[1-a] = r->link[a];
             r->link[a] = p;
             if (r->b) { // Случай 1: поддерево стало ниже...
            r->b = p->b = 0;
             }
             else {     // Случай 3: высота поддерева не изменилась!
            r->b = B[a];
            cont = 0;     //...Балансировка закончена. Выход
             }
          }
          St->Pop(p, a);     //Шаг вверх по дереву
          if (p) p->link[a] = r;     // Завершение поворотов
          else root = r;
           }
        }
        else {
           p->b = -B[a]; // (p->b == 0): Алгоритм завершен.
        }
     } //while(cont)...
      }
      return 3; //Выход: "Удаление выполнено"
   }
   else return 4; // Элемента в дереве нет
}
 
int AVL :: Step(A *& ptr, Stack & St, int mode) //Шаг по дереву в порядке внутреннего обхода
{ int a, b;
  if (ptr == 0) { //Первое обращение
    if (root == 0) return 0; //Дерево пусто, выход
    cp = ptr = root;    //Поиск крайнего левого элемента
    while (cp->link[0]) {St.Push(cp, 0); cp = ptr = cp->link[0];}   //Идём влево
    current = cp->k;
    return 1;
  }
  else { //Текущий уже выдан
    if(mode && (--current)) return 1;
    if(cp->link[1]) { //Шаг вправо
      St.Push (cp, 1);
      cp = ptr = cp->link[1];
      while (cp->link[0]) {
      St.Push(cp, 0);
      cp = ptr = cp->link[0];
    }
      current = cp->k;
      return 1;
      }
    else {
      a = 1;
      while(St.Pop(cp, a)&&a);
      if (a) {
    current = n-1;
    return 0;
      }
      else {
    ptr = cp;
    current = cp->k;
    return 1;
      }
    }
  }
}
 
void main()
{  int k = 0, l = 0;
   A * ptr; char op = '0';
   Stack St0;
   AVL * home = new AVL(N1), * second;
   char msg[][18] = {"Начнём, пожалуй...",
            "Уже есть!",
            "Вставлено!",
            "Удалено!",
            "Отсутствует!"},
       antw[][13] = {"HE совпадают", "совпадают"};
 
   textcolor(WHITE); textbackground(BLACK);
   do {
      home->Display(FIRSTROW);
      cout << "\n\nTEST: 1 - IN+INSERT/REMOVE, 2 - FIND, 3 - PUSH/POP/GET/PUT, 4 - PREV/NEXT,\n"
     "5 - Step, 6 - AND/SUB/XOR/OR/MERGE/CONCAT, 7 - MUL,\n"
     "8 - EXCL/ERASE/SUBST/CHANGE/SPLIT, 9 - COPY/EQ;  0 - exit\n Op=";
      op = getche();
      switch (op) {
      case '1':
//Демонстрация вставки и удаления (до ввода значения 0)
   do {
      home->Display(FIRSTROW);
      gotoxy(1, MAXDEPTH+5);
      cout << msg[l];
      cout << "\nElement ['+dd':INSERT/'-dd':REMOVE/'0':exit] ";
      cin >> k;
      if (k > 0) l = home->INSERT(k);
      else if (k < 0) l = home->REMOVE(-k);
   } while (k);
      break;
      case '2':
// Проверка FIND
   do {
      home->Display(FIRSTROW);
      gotoxy(1, MAXDEPTH+6);
      cout << "\n Демонстрация FIND\n";
      clreol();
      printf("FIND: Result = %d; New element ['0':exit] ", k);
      cin >> k;
      if (k > 0) k = home->FIND(k);
   } while (k);
      break;
 
      case '3':
// Проверка PUSH и POP
   do {
      home->Display(FIRSTROW);
      gotoxy(1, MAXDEPTH+6);
      cout << "\n Демонстрация PUT, GET, PUSH и POP\n";
      clreol();
      printf("Result = %d; New element ['+dd'PUT=PUSH, '-'POP, '*'GET, '0':exit] ", k);
      op = getche(); k = 0;
      switch (op) {
        case '-': k = home->POP(); break;
        case '*': k = home->GET(); break;
        case '0': op = 1; break;
        case '+': op = getche();
        default:
          if (isdigit(op)) {
          do {
        k = k*10 + (op - '0');
          } while (isdigit(op = getche()));
          if (k) home->PUSH(k); op = 1;
        }
      }
   } while (k);
      break;
 
      case '4':
// Проверка PREV и NEXT
   do {
      home->Display(FIRSTROW);
      gotoxy(1, MAXDEPTH+6);
      cout << "\n Демонстрация PREV и NEXT\n";
      clreol();
      printf("Result = %d; New element ['-':PREV, '+' NEXT, '0':exit] ", home->CURRENT());
      k = getche();
      switch (k) {
         case '-': home->PREV(); break;
         case '+': home->NEXT(); break;
         default: ;
      }
   } while (k-'0');
      break;
 
      case '5':
//Извлечение из дерева неубывающей последовательности весов
   home->Display(FIRSTROW);
   cout << "\n Демонстрация Step\n";
   ptr = 0;
   while (home->Step(ptr, St0, 1)) {
     cout << ptr->El() << " ";
     getch();
   }
   cout << "\n    The tree is closed. Press any key to continue...";
   getch();
      break;
 
      case '6':
//Двуместные операции над множествами
   do {
      second = new AVL(N2);
      home->Display(FIRSTROW);
      second->Display(SECONDROW);
      gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+3);
      cout << "\n 1-AND, 2-SUB, 3-XOR, 4-OR, 5-MERGE, 6-CONCAT;  0-exit: ";
      clreol();
      k = getche();
      switch (k) {
case '1':   home->AND(second); break;
case '2':   home->SUB(second); break;
case '3':   home->XOR(second); break;
case '4':   home->OR(second); break;
case '5':   home->MERGE(second); break;
case '6':   home->CONCAT(second); break;
default:    ;
      };
//   delete second; - НЕ НУЖНО, удалено в процессе обработки!
   } while (k-'0');
       break;
   case '7':
// Проверка MUL
      second = home;
   do {
      second->Display(FIRSTROW);
      delete second;
      second = new AVL(N2);
      second->Display(SECONDROW);
      gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
      cout << "\n Демонстрация MUL: ";
      clreol();
      printf("Count ['0':exit]=");
      k = getche();
      second->MUL((int)(k - '0'));
   } while (k-'0');
       home = second;
       break;
   case '8':
// Проверка EXCL, ERASE, SUBST, CHANGE
//    second = home;
       do {   int p1 = random(N2),
          p2 = p1 + 1 + random(N2),
          p3 = random(NN),
          *keys;
      home->Display(FIRSTROW);
//    if (second) delete second;
      cout << "\n 1-EXCL, 2-ERASE, 3-SUBST, 4-CHANGE, 5-SPLIT;  0-exit: ";
      clreol();
      k = getche();
      switch (k) {
    case '1':
         keys = home->Part(p1, p2);
         second = new AVL(keys);
         second->Display(SECONDROW);
         gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
         cout << "\n Демонстрация EXCL... ";
         clreol(); getche();
         home->EXCL(second);
         break;
    case '2':
         cout << "\n Демонстрация ERASE("<< p1 << ", " << p2 << ")...";
         clreol(); getche();
         home->ERASE(p1, p2);
         break;
    case '3':
         second = new AVL(N2);
         second->Display(SECONDROW);
         gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
         cout << "\n Демонстрация SUBST(T2, "<< p1 << ")...";
         clreol(); getche();
         home->SUBST(second, p1);
         break;
    case '4':
         second = new AVL(N2);
         second->Display(SECONDROW);
         gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
         cout << "\n Демонстрация CHANGE(T2, "<< p1 << ")...";
         clreol(); getche();
         home->CHANGE(second, p1);
         break;
    case '5':
         gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
         cout << "\n Демонстрация SPLIT("<< p3 << ")...";
         clreol(); getch();
         second = home->SPLIT(p3);
         home->Display(FIRSTROW);
         second->Display(SECONDROW);
         gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
         cout << "\n Готово...";
         clreol(); getch();
         break;
    default: ;
         }
      } while (k-'0');
      break;
       case '9':
//Проверка COPY/EQ
      second = home->COPY();
      int p = 1;
   do {
      home->Display(FIRSTROW);
      second->Display(SECONDROW);
      gotoxy(1, SECONDROW+MAXDEPTH+2);
      cout << "\n Демонстрация COPY/EQ: ";
      clreol();
      printf("\nМножества %s; Сделать копию? ['1' - да; '0':выход]=", antw[p]);
      k = getche();
      delete second;
      if (k - '1') second = new AVL(N2);
      else second = home->COPY();
      p = (*home == *second);
   } while (k-'0');
      delete second;
          break;
       default: ;
       }
    } while (op != '0');
   cout << "\n    The end. Press any key to exit...";
   getch();
}
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
//=== Красно-чёрные деревья =========================== Версия 5 =====
//=== Демонстрационная программа ===================== (C)Сlgn: 25.04.07
//Построение дерева из упорядоченного массива и выполнение вставок/удалений
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
#include <conio.h>
#include <iostream.h>
 
const int NN=200;
 
class Stack;
typedef int T;                  // Тип хранимых данных
inline int compLT(T a, T b) { return(a < b); }
inline int compEQ(T a, T b) { return(a == b); }
 
enum Direction {left, right};
 
typedef int nodeColor;
 
// Узел красно-чёрного дерева
class Node {
    static Node *root;      // статический указатель на корень
     Node * L[2];       // левый сын, правый сын
     Node *parent;      // отец
     nodeColor color;            // цвет узла (BLACK, RED)
     T data;     // данные в узле
         int k;
     Node **bkwd;
    void Destroy();
    friend class Tree;
    public:
    void Display(int, int, int l = 1);     // Метод для выдачи узла на экран
     Node(T, Node *);    // Конструкторы
     Node();
    void rotate(Direction);      // Вращение
    void insertFixup();          // Восстановление после кставки
    void deleteFixup();          // Восстановление после удаления
    friend Node * SubTree(int, int, T *, Node *);// Создание поддерева
   };
 
Node * Node :: root=0;  //Объявление и инициализация статического поля
 
Node sentinel; //Лист - заглушка (-> конструктор заглушки)
 
Node * NIL  = &sentinel;           // Ссылка на заглушку
 
// Дерево в целом
class Tree {
    Node * root, *cp;// корень
    int n,n0;
        int current;
        Node **ptrs;
    int firstrov;   // позиция на экране
    Node *insertNode(T data);
    void deleteNode(Node *z);
    Node *findNode(T data);
    int Step (Node *&, Stack &);//Один шаг внутреннего обхода дерева
    void OP(Tree *&,int mode=0, int pos=0);
 public:
    void BuildTree(T *);
    Tree (int f) {root = NIL; firstrov = f;}
    ~Tree();
    void Display();
    int IN(T data){return findNode(data)!=NULL; };
    void INSERT(T data){insertNode(data);};
    void REMOVE(T data){deleteNode(findNode(data));};
    void AND(Tree &);
    void XOR(Tree &);
    void PUSH(T k) {INSERT(k);};
    void SUB(Tree &);
    void OR(Tree &);
    void MERGE(Tree & Q){OR(Q);};
    Tree& COPY(Tree &);
 
      };
 
//Tree  t1(1), t2(12);                 // Деревья для работы
 
Node :: Node(T d, Node * p) //Конструктор нового узла
{
     data = d;
     parent = p;
     L[left] = NIL;
     L[right] = NIL;
     color = RED;
}
 
Node :: Node(void)      //Конструктор заглушки
{
     data = 0;
     parent = 0;
     L[left] = this;
     L[right] = this;
     color = BLACK;
}
 
void Node :: Destroy()  // Удаление дерева
{
    if(this != NIL){ L[0]->Destroy();
             L[1]->Destroy();
             delete this;
               }
}
 
Tree :: ~Tree()     // Деструктор для дерева
{
    if(root != NIL) root->Destroy();
}
 
class Els {     //Элемент стека
       Node * p;
       int a;
       Els * pr;
friend class Stack;
public:
       Els(){};
       Els(Node * pp, int e, Els * ptr)
        {p = pp; a = e; pr = ptr;};
       ~Els(){};
       };
 
 
class Stack {
       Els * stptr; // Указатель стека
public:
       Stack(){ stptr = 0; };
       Stack(Node * pp, int e){ stptr = new Els(pp, e, 0); };
       void Push(Node *, int);
       int Pop(Node *&, int &);
};
 
int Stack :: Pop(Node * & pp, int & aa)     //Поднять из стека, вернуть "стек не пуст"
{
   if (stptr) {
      Els * s = stptr;
      pp = s->p;
      aa = s->a;
      stptr = s->pr;
      delete s;
      return 1;
   }
   else return 0;
}
 
void Stack :: Push(Node * pp, int aa)  //Опустить в стек
{
   Els * s = new Els; //ELs(pp, aa); //, stptr);
   s->p = pp;
   s->a = aa;
   s->pr = stptr;
   stptr = s;
}
 
 
int Tree :: Step(Node *& ptr, Stack & St) //Шаг по дереву в порядке внутреннего обхода
{ int a, b;
  if (ptr == 0) { //Первое обращение
    if (root == 0) return 0; //Дерево пусто, выход
    cp = ptr = root;    //Поиск крайнего левого элемента
    while (cp->L[0]) {St.Push(cp, 0); cp = ptr = cp->L[0];} //Идём влево
//  current = cp->k;
    return 1;
  }
  else { //Текущий уже выдан
//    if(mode && (--current)) return 1;
    if(cp->L[1]) { //Шаг вправо
      St.Push (cp, 1);
      cp = ptr = cp->L[1];
      while (cp->L[0]) {
      St.Push(cp, 0);
      cp = ptr = cp->L[0];
    }
//      current = cp->k;
      return 1;
      }
    else {
      a = 1;
      while(St.Pop(cp, a)&&a);
      if (a) {
//  current = n-1;
    return 0;
      }
      else {
    ptr = cp;
//  current = cp->k;
    return 1;
      }
    }
  }
}
 
 
const int FIRSTCOL=40, OFFSET=40; // Данные для выдачи на экран
 
void Tree :: Display (/*char a*/)       // Вывод дерева в целом
{               int col = FIRSTCOL, rov = firstrov;
        gotoxy(col-OFFSET+1, rov);
           //   cprintf("Ждём (%d); осталось %2d ---- КОРЕНЬ --->", a, ct);
        if (root != NIL) root->Display(rov, col);
        else cprintf("<Пусто!>");
        textcolor(BLACK);
}
void Node::Display(int rov, int col, int level) // Вывод одного узла
{       gotoxy(col, rov);
        if (color == RED) textcolor (LIGHTRED);
        else textcolor(color);
        cprintf("%d", data);
        if (L[left] != NIL) L[left]->Display(rov+1, col-(OFFSET>>level), level+1);
        if (L[right] != NIL) L[right]->Display(rov+1, col+(OFFSET>>level), level+1);
}
 
void Node :: rotate(Direction D) { //Поворот в направлении D (комментарии для случая "влево")
 
     Node *x = this, *y = x->L[1-D];  //=right
 
     /* установка указателя x->right */
     x->L[1-D] = y->L[D];
     if (y->L[D] != NIL) y->L[D]->parent = x;
 
     /* установка указателя y->parent */
     if (y != NIL) y->parent = x->parent;
     if (x->parent) {
          if (x == x->parent->L[D])
                x->parent->L[D] = y;
          else
                x->parent->L[1-D] = y;
//           x->parent->L[1 - (x == x->parent->L[D])] = y;
     }
     else {
       root = y;
     }
 
     /* связывание x и y */
     y->L[D] = x;
     if (x != NIL) x->parent = y;
}
 
void Node :: insertFixup() {    // Балансировка после вставки
 
     Node *x = this;
     Direction D;
     /* проверка красно-чёрных свойств */
     while (x != root && x->parent->color == RED) {
          /* обнаружено нарушение... */
          D = (Direction)(x->parent == x->parent->parent->L[left]);
 
          Node *y = x->parent->parent->L[D];  //right
                if (y->color == RED) {
 
                     /* дядя - RED */
                     x->parent->color = BLACK;
                     y->color = BLACK;
                     x->parent->parent->color = RED;
                     x = x->parent->parent;
                } else {
 
                     /* дядя - BLACK */
                     if (x == x->parent->L[D]) { //right
                          /* делаем x левым сыном */
                          x = x->parent;
                          x->rotate((Direction)(1-D));
                     }
 
                     /* перекраска и поворот */
                     x->parent->color = BLACK;
                     x->parent->parent->color = RED;
                //   rotateRight(x->parent->parent);
                     x->parent->parent->rotate(D);
                }
     }
     root->color = BLACK;
}
 
Node * Tree :: insertNode(T data) { // Создание узла и вставка в дерево
 
     Node *current, *parent, *x;
     Node::root = this->root;
     /* поиск места вставки... */
     current = root;
     parent = 0;
     while (current != NIL) {
          if (compEQ(data, current->data)) return (current);
          parent = current;
          current = compLT(data, current->data) ?
                current->L[left] : current->L[right];
     }
 
     /* создание нового узла */
     if ((x = new Node(data, parent)) == 0) {
       printf ("Недостаточно памяти: (insertNode)\n");
       exit(1);
     }
 
     /* вставка в дерево */
    if(parent) {
      if(compLT(data, parent->data))
         parent->L[left] = x;
      else
         parent->L[right] = x;
     }
    else Node::root = root = x;
 
    x->insertFixup();
    root = Node::root;
    return x;
}
 
void Node :: deleteFixup() {    // Балансировка после удаления
 
     Node *x = this;
     while (x != root && x->color == BLACK) {
        Direction D =  (Direction)(x == x->parent->L[left]);
        Node *w = x->parent->L[D];      //right
        if (w->color == RED) {
           w->color = BLACK;
           x->parent->color = RED;
           x->parent->rotate((Direction)(1-D)); //left
           w = x->parent->L[D];     //right
        }
        if (w->L[left]->color == BLACK && w->L[right]->color == BLACK) {
           w->color = RED;
           x = x->parent;
        }
        else {
           if (w->L[D]->color == BLACK) {   //right
             w->L[1-D]->color = BLACK;  //left
             w->color = RED;
             w->rotate(D);          //right
             w = x->parent->L[D];       //right
           }
           w->color = x->parent->color;
           x->parent->color = BLACK;
           w->L[D]->color = BLACK;      //right
           x->parent->rotate((Direction)(1-D));     //left
           x = root;
        }
    }
    x->color = BLACK;
}
 
void Tree :: deleteNode(Node *z) {  // Удаление узла z из дерева
 
     Node *x, *y;
     Node::root = this->root;
 
     if (!z || z == NIL) return;
 
 
     if (z->L[left] == NIL || z->L[right] == NIL) {
    /* узел z имеет сына - NIL-узел, можно удалить/исключить z */
       y = z;
     } else {
    /* поиск замещающего узла с NIL-сыном */
       y = z->L[right];
       while (y->L[left] != NIL) y = y->L[left];
     }
 
    /* x - единственный сын узла y */
     if (y->L[left] != NIL)
       x = y->L[left];
     else
       x = y->L[right];
 
    /* удаление y из цепочки от отца */
     x->parent = y->parent;
     if (y->parent)
       if (y == y->parent->L[left])
         y->parent->L[left] = x;
       else
         y->parent->L[right] = x;
     else
       root = x;
 
     if (y != z) z->data = y->data;
 
 
     if (y->color == BLACK)
       x->deleteFixup ();
 
     delete y;
     root = Node::root;
}
Node * Tree :: findNode(T data) {   // Поиск узла по данным
 
    Node *current = root;
    while(current != NIL)
    if(compEQ(data, current->data))
        return (current);
    else
        current = compLT (data, current->data) ?
        current->L[left] : current->L[right];
    return(0);
}
 
Node * SubTree(int a, int b, T * source, Node * p)
{
    if (b < a) return NIL;
    else if (b == a) return new Node(source[a], p);
    else {
      int c = a + (int)((b - a) / 2);
      Node *t = new Node(source[c], p);
      t->data = source[c];
      t->L[0] = SubTree(a, c-1, source, t);
      t->L[1] = SubTree(c+1, b, source, t);
//    if((t->L[0] != NIL) || (t->L[1] != NIL))
        t->color = BLACK;
      t->parent = p;
      return t;
    }
}
 
int strlen1(T * ss)
{ int c = 0;
  while(ss[c++]);
  return c;
}
 
void Tree :: BuildTree(T * source)
{
    root = SubTree(0, strlen1(source)-1, source, 0);
}
void Tree :: OP(Tree *& T, int mode, int pos)    //Двуместная операция
{       //(0 - AND, 1 - SUB, 2 - XOR, 3 - OR, 4 - MERGE, 5 - CONCAT)
    // pos != 0 -> вместо сцепления - вставка с позиции 'pos - 1'
   int p = 0, p0, p1, q = 0;
   Node ** pt = new Node * [NN],       //Массив для узлов результата
     ** pq = new Node * [n + T->n]; //Массив для лишних узлов
   Node * s0 = 0, * s1 = 0;
   Stack St0, St1;
   p0 = Step(s0, St0);
   p1 = T->Step(s1, St1);
   while (p0 && p1) { //Отбор узлов для нового дерева, сброс ссылок на них
     if (s0->data == s1->data) {
     if (!mode || (mode > 2)) pt[p++] = s0;
     s0->k = (mode > 3)? s0->k + s1->k : 1; //MERGE -> счёт кратности
     pq[q++] = s1;    //Дубликат -> в список удаляемых
     *s1->bkwd = s0;  //Перестановка ссылки на сохранённый узел
     p0 = Step(s0, St0);
     p1 = T->Step(s1, St1);
      }
      else if (s0->data < s1->data) {
     if (mode) { pt[p++] = s0;
         if (mode < 4) s0->k = 1;
         }
     else pq[q++] = s0;  //Ненужный узел - в список удаляемых
     p0 = Step(s0, St0);
      }
      else {
     if (mode > 1) { pt[p++] = s1;
        if (mode < 4) s1->k = 1;
        }
     else pq[q++] = s1; //Ненужный узел - в список удаляемых
     p1 = T->Step(s1, St1);
      }
   };
   //Подбор "хвостов"
   while (p0) {
    if (mode) { //Не AND
       pt[p++] = s0;
       if (mode < 4) s0->k = 1; //Результат - множество: кратность = 1
       }
    else pq[q++] = s0;  //Ненужный узел - в список удаляемых
    p0 = Step(s0, St0);
   }
   while (p1) {
    if (mode > 1) { //Не AND и не SUB
       pt[p++] = s1;
       if (mode < 4) s1->k = 1; //Результат - множество: кратность = 1
    }
    else pq[q++] = s1; //Ненужный узел - в список удаляемых
    p1 = T->Step(s1, St1);
   }
 
   for (p0 = 0; p0 < q; p0++) delete pq[p0]; //Уничтожение лишних узлов
   if (mode == 5) { //CONCAT: сцепление массивов ссылок, р-т -> в pq[]
      if (pos > n + 1) pos = 0;
      int n1 = pos? pos - 1 : n; //Если вставка, копировать только до 'pos'
      for (q = 0; q < n1; q++)
         pq[q] = ptrs[q];
      current = q;
      for (p0 = 0; p0 < T->n; p0++)
         pq[q++] = T->ptrs[p0];
      if (pos) for (p0 = pos - 1; p0 < n; p0++) //Вставка: копировать остаток
         pq[q++] = ptrs[p0];
      n = q;
   }
   else {
     n = p; delete []pq; //Не CONCAT: уничтожение pq[]
   }
   T->root = 0; //Все узлы T использованы или уже удалены
   delete T;
   delete []ptrs;
   ptrs = pt;  //Переключение массива ссылок на результат; сброс link[]
   for (q = 0; q < p; q++) ptrs[q]->L[0] = ptrs[q]->L[1] = 0;
   root = SubTree(0, p,ptrs, h); //Сборка нового дерева
   n0 = p;  //Установка мощности для множества
   if (mode == 4) BuildSeq(); //MERGE: обработка кратностей
   if (mode == 5) { //CONCAT: подмена массива ссылок
      delete []ptrs; //Уничтожение упорядоченного массива
      ptrs = pq;     //... подмена
      for (q = n - 1; q >= 0; q--) //Установка обратных ссылок
     ptrs[q]->bkwd = &ptrs[q];
   }
   else current = 0;
}
 
 
void main(void)
{ int k = 0;// l = 0, N = 0;
Node *t;
Tree *t1=new Tree(1);
 
 // char nametr[][3] = {"S1", "S2", "S"};
 
  T source[] = {1,2,3,5,6,7,12,15,23,35,40,0};    //int source1[] = {1, 2, 3, 4, 0};
 // int source2[] = {3, 4, 5, 6, 7, 0};
 // Tree S1; //ДЕРЕВЬЯ ДЛЯ УПРАЖНЕНИЙ
 
 char msg[][52] = {"Работа с RBTree-деревом:демонстрационная программа",
            "Элемент уже есть!",
            "Вставлено!",
            "Удалено!",
            "Отсутствует!"};
 //  Tree *t1=&S1;
 
  // textcolor(15);
  /* for (k = 0; K[k]; k++) home.Insert(K[k]);
   for (k = 0; K1[k]; k++) S1.Insert(K1[k]);
   for (k = 0; K2[k]; k++) S2.Insert(K2[k]); */
   do {
     clrscr();
 
     puts("\n\n");
     puts("RBTree Демонстрация\n\n");
     puts("1-Вывести текущее дерево на экран \n");
     puts("2-Выполнить операции...->         \n");
     puts("0-Выход                          \n\n");
     printf("Выберите пункт меню: ");
 
     cin >> k;
     switch (k)
     {
       case 1: {
             clrscr();
             t1->BuildTree(source);
             textbackground(WHITE);
             clrscr();
             t1->Display();
             getch();
             break;
             }
       case 2: {
             int k1;
             do
             {
               clrscr();
               puts("Выберите операцию: \n\n");
               puts("1-INSERT       \n");
               puts("2-REMOVE        \n");
               puts("3-AND          \n");
               puts("4-XOR          \n");
               puts("5-MERGE           \n");
               puts("6-SUB              \n");
               puts("7-OR               \n");
               puts("8-COPY             \n");
               puts("9-IN              \n");
               puts("10-PUSH           \n");
 
               puts("0-Вернуться в главное меню\n\n\n");
               printf("Выберите пункт меню: ");
               cin >> k1;
 
               if (k1)
             switch (k1)
             {
               int min;
               case 1: {
                    clrscr();
                    cout << "Вставка элемента в текущее дерево\n";
                    cout << "Введите ключ нового элемента ";
                    int ky;
                    cin >> ky;
                    t1->Display();
                    cout << "\nДля просмотра результата вставки нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    clrscr();
                    t1->INSERT(ky);
                    cout << "Результат вставки: " << msg[ky] << "\n";
                    t1->Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    break;
                   }
               case 2: {
                    clrscr();
                    cout << "Удаление элемента из текущего дерева\n";
                    cout << "Введите ключ удаляемого элемента ";
                    int ky;
                    cin >> ky;
                    t1->Display();
                    cout << "\nДля просмотра результата удаления нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    clrscr();
                    t1->REMOVE(ky);
                    cout << "Результат удаления: " << msg[ky] << "\n";
                    t1->Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    break;
                   }
              /* case 3: {
                    clrscr();
                    cout << "Выполняем операцию and деревьев S1 и S2, результат записан в дереве S\n";
                    cout << "Для просмотра деревьев S1 и S2 нажмите любую клавишу\n";
                    getch();
                    S1.Display();
                    getch();
                    S2.Display();
                    S1.and(&S1, &S2, &S);
                    cout << "\nРезультат - содержимое дерева S. Для просмотра результата нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    S.Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    break;
                   }
               case 4: {
                    clrscr();
                    cout << "Выполняем операцию xor деревьев S1 и S2, результат записан в дереве S";
                    cout << "Для просмотра деревьев S1 и S2 нажмите любую клавишу\n";
                    getch();
                    S1.Display();
                    getch();
                    S2.Display();
                    curtree->xor(&S1, &S2, &S);
                    cout << "\nРезультат - содержимое дерева S. Для просмотра результата нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    S.Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                   break;
                   }
               case 5: {
                    clrscr();
                    cout << "Выполняем операцию merge деревьев S1 и S2, результат записан в дереве S";
                    cout << "Для просмотра деревьев S1 и S2 нажмите любую клавишу\n";
                    getch();
                    S1.Display();
                    getch();
                    S2.Display();
                    curtree->merge(&S1, &S2, &S);
                    cout << "\nРезультат - содержимое дерева S. Для просмотра результата нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    S.Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                   break;
                   }
               case 6: {
                    clrscr();
                    ctree(curtree);
                    curtree->Display();
                    cout << "\n";
                    if ((min=curtree->min()) != -1)
                      cout << "Минимальное значение = "<< min;
                    else
                      cout << "Дерево пусто!\n";
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    break;
                   }
               case 7: {
                    clrscr();
                    ctree(curtree);
                    cout << "Выполнение операции размножения текущего дерева\n";
                    cout << "Введите множитель ";
                    int ky;
                    cin >> ky;
                    curtree->Display();
                    cout << "\nДля просмотра результата размножения нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    clrscr();
                    curtree->mul(ky); //увеличиваем счетчики count в каждом листе
                    curtree->Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                   break;
                   }
               case 8: {
                    clrscr();
 
                    cout << "Выполнение операции замены значений дерева S1 значениями из S2\n";
                    cout << "Введите номер в последовательности, с которого производить замену ";
                    int ky;
                    cin >> ky;
                    clrscr();
                    cout << "Для просмотра деревьев S1 и S2 нажмите любую клавишу\n";
                    getch();
                    S1.Display();
                    getch();
                    S2.Display();
                    if (S1.change(&S2, &S, ky))
                      cout << "\nНеверный номер в последовательности, последовательность меньше!\n";
                    else
                    {
                    cout << "\nРезультат - содержимое дерева S. Для просмотра результата нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    S.Display();
                    }
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                   break;
                   }  */
                case 9: {
                    clrscr();
                    int curt;
                    t1->Display();
                    curt=t1->IN(curt);
                    //t1->INSERT(curt);
                    //cout << "Текущий элемент = "<< curt;
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                   break;
                   }
               case 10: {
                    clrscr();
                    cout << "Выполнение операции push текущего дерева\n";
                    cout << "Введите ключ опускаемого элемента ";
                    int ky;
                    cin >> ky;
                    t1->Display();
                    cout << "\nДля просмотра результата операции нажмите любую клавишу";
                    getch();
                    clrscr();
                    t1->PUSH(ky); //увеличиваем счетчики count в каждом листе
                    t1->Display();
                    cout << "\nДля возврата в меню нажмите любую клавишу";
                    getch();
                   break;
                   }
             }
             } while (k1);
             break;
           }
        /* case 4: {
               int k1, ct;
 
               ctree(curtree);
               cout << "Изменить дерево (текущие значения будут утрачены!) (1-Да/0-Нет) ";
               cin >> k1;
               if (k1 != 1) break;
               curtree->~Tree();
               cout << "Введите жедаемое кол-во элементов дерева ";
               cin >> k1;
               randomize();
               for (int u=0; u<k1; u++) curtree->Insert(random(100));
               break;
 
             } */
     }
   } while (k);
   clrscr();
   return;
}
 
 
 
 
 
 
/*void main(int argc, char **argv)
{
    int a, b, maxnum, ct;
    Node *t;
    Tree *t1 = new Tree(1), *t2 = new Tree(15);
 
    T source[] = {1,2,3,5,7,8,12,24,31,42,55,56,77,88,98,102,0};    //Стартовое дерево
    t1->BuildTree(source);
    textbackground(WHITE);
    clrscr();
    t1->Display('*', 0);
    getch();
//    delete t1;
//    t1 = new Tree(1);
 
    /* Вызов:
     *
     *   rbt maxnum
     *
     *   Пример: rbt 2000
     *     ->  выполнить 2000 вставок/удалений
     *
     */
       /*   if (argc < 2) printf("\nУкажите количество операций!");
    else {
      maxnum = atoi(argv[1]);
      randomize();
      a = random(26) + 'A';
      for (ct = maxnum; ct; ct--) {
    b = random(52) + 'A';
    if (b > 'Z') b +=  'a' - 'A' - 26;
    if (t1->IN(a)) {
         t2->INSERT(a);
         t1->REMOVE(a);
     }
    else t1->INSERT(a);
    clrscr();
    t1->Display(b, ct);
    t2->Display(b, ct);
    getch();
    a = b;
     }
    }
} */
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
 
Текущее время: 15:37. Часовой пояс GMT +3.
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru