STL原始碼 RB Tree insert操作

看stl原始碼剖析時，真正的插入函式__insert(base_ptr x, base_ptr y, const value& v)時，發現引數x幾乎沒什麼用，查了一些資料，發現x是在呼叫另乙個insert過載函式時發揮作用的，於是整理了一下insert函式。

stl關聯容器map/multimp，set/multiset，都是使用了紅黑樹的底層結構。insert有兩個過載函式，乙個insert(const value&)，乙個是insert_unique(iterator， const value&)，後者是帶hint的插入。《c++標準程式庫》中說道：若被安插元素位置恰好緊貼於提示位置之後，那麼時間複雜度就會從「對數」變為「攤還常數」。當hint恰當時，可大大加快速度。

對於map和set，insert函式會呼叫rb-tree中的insert_unique版本，對於multimap和multiset，則呼叫rb-tree中的insert_equal版本。由於insert_equal較insert_unique簡單一些，所以這裡只分析insert_unique.

template
typename rb_tree::iterator 
rb_tree::insert_unique(iterator position,
const val& v) 
}

以上**思路如下：

pos為leftmost(提示位置為begin)

v < leftmost：直接插在leftmost的左兒子處即可。此時第乙個引數不為空。

否則直接呼叫insert_unique無hint版本

pos為header(提示位置為end)

rightmost < v：插到rightmost的右兒子處，即：呼叫insert(0,rightmost,v)

否則直接呼叫insert_unique無hint版本

pos既不是begin，也不是end, before = pos - 1

before < v < pos

before 右子樹為空

⇒ before是pos左子樹中的最大值（before一定沒有右兒子），則插入點為before的右兒子處

before有右兒子

⇒ pos是before的右子樹中最小值（pos一定沒有左兒子），則插入點為pos的左兒子處

否則直接呼叫insert_unique無hint版本

不帶hint的insert_unique函式如下：

// 安插新值；節點鍵值不允許重複，若重複則安插無效。
// 注意，傳回值是個pair，第一元素是個 rb-tree 迭代器，指向新增節點，
// 第二元素表示安插成功與否。
template
pair
rb_tree::insert_unique(const value& v)
// 離開 while 迴圈之後，y 所指即安插點之父節點（此時的它必為葉節點）
iterator j = iterator(y);   // 令迭代器j指向安插點之父節點 y
if (comp) // 如果離開 while 迴圈時 comp 為真（表示遇「大」，將安插於左側）
if (j == begin())   // 如果安插點之父節點為最左節點
return pairbool>(__insert(x, y, v), true);
// 以上，x 為安插點，y 為安插點之父節點，v 為新值。
else
// 否則（安插點之父節點不為最左節點）
--j;  // 調整 j，回頭準備測試...
if (key_compare(key(j.node), keyofvalue()(v)))    
// 小於新值（表示遇「小」，將安插於右側）
return pairbool>(__insert(x, y, v), true);
// 進行至此，表示新值一定與樹中鍵值重複，那麼就不該插入新值。
return pairbool>(j, false);
}

以上iterator j的作用為：若待插入的key與某個結點相同(設為p)，則在while迴圈中，某一次x = p後，大於等於向右走，則下一次x = p.right，由於v的值一定小於p的右子樹中任何乙個值，所以進入p的右子樹後，x一定是一直向左走直到節點y（ｙ的左兒子為空）。則y為p的右子樹最小值，iterator(p) = iterator(y) - 1，p即為**中的j。若ｖ與ｊ的值不同，則可以執行插入操作，否則返回ｊ和false。

實際完成插入的函式為__insert（hint, parent, v），當hint不為0時，直接插在左兒子處，**如下：

template 
typename rb_tree
::iterator
rb_tree
::__insert(base_ptr x_, base_ptr y_, const value& v) 
else
if (y == leftmost())   // 如果y為最左節點
leftmost() = z;           // 維護leftmost()，使它永遠指向最左節點
}  else 
parent(z) = y;        // 設定新節點的父節點
left(z) =
0;      
right(z) =
0;         
__rb_tree_rebalance(z, header
->
parent);   // 引數一為新增節點，引數二為 root
++node_count;         // 節點數累加
return iterator(z);   // 傳回乙個迭代器，指向新增節點
}

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