Smalltalk 语言 红黑树实现实战

红黑树在Smalltalk语言中的实现与实战

红黑树是一种自平衡的二叉查找树，它通过在树中添加颜色属性来维护树的平衡。红黑树在计算机科学中广泛应用于各种场景，如数据库索引、缓存和操作系统的内存分配等。Smalltalk是一种面向对象的编程语言，以其简洁和优雅著称。本文将探讨如何在Smalltalk语言中实现红黑树，并通过一些实战案例来展示其应用。

红黑树的基本概念

红黑树是一种特殊的二叉查找树，它具有以下特性：

1. 每个节点要么是红色，要么是黑色。
2. 根节点是黑色。
3. 所有叶子节点（NIL节点）是黑色。
4. 如果一个节点是红色的，则它的两个子节点都是黑色的。
5. 从任一节点到其每个叶子的所有简单路径都包含相同数目的黑色节点。

Smalltalk中的红黑树实现

在Smalltalk中实现红黑树，我们需要定义节点类和树类。以下是一个简单的红黑树实现：

```smalltalk
| Node |
Node := Class [
color: red,
left: nil,
right: nil,
parent: nil,
value: 0,
initialize: aValue [
value: aValue
],
isRed: [
color = red
],
isBlack: [
color = black
],
setColor: aColor [
color := aColor
]
]

| RBTree |
RBTree := Class [
root: nil,
initialize: [
root := nil
],
insert: aValue [
| newNode |
newNode := Node new: aValue.
root := insertNode: newNode.
root := rebalance: newNode
],
insertNode: aNode [
| parent |
parent := nil.
root := [ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
| left right |
left := node left.
right := node right.
[ :node |
...
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]
]