Реализация класса скошенного дерева
Реализация класса скошенного дерева
Класс TtdSplayTree представляет собой простой производный класс класса TtdBinarySearchTree, в котором перекрыты методы Delete, Find и Insert и объявлены новые внутренние методы скоса и повышения ранга узла. Код интерфейса этого класса приведен в листинге 8.18.
Листинг 8.18. Интерфейс класса TtdSplayTree
type
TtdSplayTree = class (TtdBinarySearchTree) private protected
function stPromote(aNode : PtdBinTreeNode): PtdBinTreeNode;
procedure stSplay(aNode : PtdBinTreeNode);
public
procedure Delete(aItem : pointer); override;
function Find(aKeyItem : pointer): pointer; override;
procedure Insert(aItem : pointer); override;
end;
Перекрытый метод Find (см. листинг 8.19) реализует обычную операцию поиска в дереве бинарного поиска и, если узел найден, выполняет его скос к корневому узлу.
Листинг 8.19. Метод TtdSplayTree.Find
function TtdSplayTree.Find(aKeyItem : pointer): pointer;
var
Node : PtdBinTreeNode;
ChildType : TtdChildType;
begin
if bstFindItem (aKeyItem, Node, ChildType) then begin
Result := Node^.btData;
stSplay(Node);
end else
Result := nil;
end;
Перекрытый метод Insert(см. листинг 8.20) реализует обычную операцию вставки в дерево бинарного поиска и выполняет скос нового узла к корневому узлу.
Листинг 8.20. Метод TtdSplayTree.Insert
procedure TtdSplayTree.Insert(aItem : pointer);
var
ChildType : TtdChildType;
begin
stSplay(bstInsertPrim(aItem, ChildType));
end;
Перекрытый метод Delete (см. листинг 8.21) реализует обычную операцию удаления из дерева бинарного поиска и выполняет скос родительского узла удаленного узла к корневому узлу.
Листинг 8.21. Метод TtdSplayTree.Delete
procedure TtdSplayTree.Delete(aItem : pointer);
var
Node : PtdBinTreeNode;
Dad : PtdBinTreeNode;
begin
Node := bstFindNodeToDelete(aItem);
Dad := Node^.btParent;
FBinTree.Delete(Node);
dec(FCount);
if (Count <> 0) then
stSplay(Dad);
end;
Эти три перекрытых метода достаточно просты для понимания, поскольку реальная обработка передается методу stSplay. Код реализации этого метода приведен в листинге 8.22.
Листинг 8.22. Метод TtdSplayTree.stSplay
procedure TtdSplayTree.stSplay(aNode : PtdBinTreeNode);
var
Dad : PtdBinTreeNode;
Grandad : PtdBinTreeNode;
RootNode : PtdBinTreeNode;
begin
{поскольку мы должны выполнять скос до тех пор, пока не будет достигнут корневой узел, сделать корневой узел локальной переменной — это несколько ускорит процесс}
RootNode := FBinTree.Root;
{если мы находимся в позиции корневого узла, никакой скос больше выполнять не требуется}
if (aNode = RootNode) then
Exit;
{получить родительский и прародительский узлы}
Dad := aNode^.btParent;
if (Dad = RootNode) then
Grandad := nil else
Grandad := Dad^.btParent;
{выполнять операции спаренного двустороннего и одностороннего поворота до тех пор, пока это возможно}
while (Grandad <> nil) do
begin
{определить вид двойного повышения ранга, которое необходимо выполнить}
if ((Grandad^.btChild[ctLeft] = Dad) and (Dad^.btChild[ctLeft] = aNode)) or ( (Grandad^.btChild[ctRight] = Dad) and (Dad^.btChild[ctRight] ? aNode)) then begin
{выполнить повышение ранга посредством спаренного одностороннего поворота}
stPromote(Dad);
stPromote(aNode);
end
else begin
{выполнить повышение ранга посредством спаренного двустороннего поворота}
stPromote(stPromote(aNode));
end;
{после того, как ранг повышен, необходимо получить новый родительски и прародительский узел}
RootNode := FBinTree.Root;
if (aNode = RootNode) then begin
Dad := nil;
Grandad := nil;
end
else begin
Dad := aNode^.btParent;
if (Dad = RootNode) then
Grandad := nil else
Grandad := Dad^.btParent;
end;
end;
{достижение этой точки свидетельствует, что узел находится либо в позиции корневого узла, либо на один уровень ниже него; выполнить последнее повышение ранга, если это необходимо}
if (Dad <> nil) then
stPromote(aNode);
end;
Хотя эта подпрограмма выглядит сложной, она всего лишь повышает ранг переданного в нее узла до ранга корневого узла. Это делается с помощью ряда повышений ранга посредством спаренных односторонних или двусторонних поворотов: если узел, его родительский и прародительский узлы расположены на одной линии, выполняется повышение ранга за счет спаренного одностороннего поворота. В противном случае применяется повышение ранга за счет спаренного двустороннего поворота. Это процесс выполняется в цикле до тех пор, пока либо ранг узла не будет повышен до корневого, либо родительский узел данного узла не станет корневым. В последнем случае необходимо выполнить еще одно повышение ранга.
Код реорганизации при помощи повышения ранга представлен в методе stPromote, который показан в листинге 8.17.