jdk1.8中HashMap的checkInvariants验证方法中有这一段代码
//检查红黑树的颜色
if (t.red && tl != null && tl.red && tr != null && tr.red){
return false;
}
如果父节点为红色,子节点为一黑一红的情况下验证结果为true,但是并不符合红黑树的定义啊
求解惑!!
以下回答引用自chatGpt, 有用的话,请采纳哇!!!
在HashMap中,红黑树的节点有两种颜色:红色和黑色。红黑树的定义要求,如果一个节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的。这是为了保证红黑树的平衡性质。
在HashMap中,如果一个节点是红色的,那么它的父节点一定是黑色的。因此,如果父节点为红色,子节点为一黑一红的情况下,这个子节点的黑色节点一定是父节点的另一个子节点,而不是这个子节点的兄弟节点。因此,这种情况并不违反红黑树的定义。
在checkInvariants方法中,这段代码的作用是检查红黑树的颜色是否符合要求。如果父节点为红色,子节点为一黑一红的情况下验证结果为true,说明这个子节点的黑色节点是父节点的另一个子节点,符合红黑树的定义,因此返回true。如果不符合要求,则返回false。
总之,这段代码的作用是检查红黑树的颜色是否符合要求,而不是验证红黑树的定义。如果你想验证红黑树的定义,可以参考其他的实现或者学习红黑树的相关知识。
static <K,V> boolean checkInvariants(TreeNode<K,V> t) {
TreeNode<K,V> tp = t.parent, tl = t.left, tr = t.right,
tb = t.prev, tn = (TreeNode<K,V>)t.next;
//检查双向链表的结构是否正确
if (tb != null && tb.next != t)
return false;
if (tn != null && tn.prev != t)
return false;
//检查红黑树的结构是否正确
if (tp != null && t != tp.left && t != tp.right)
return false;
if (tl != null && (tl.parent != t || tl.hash > t.hash))
return false;
if (tr != null && (tr.parent != t || tr.hash < t.hash))
return false;
//检查红黑树的颜色是否正确
if (t.red && tl != null && tl.red && tr != null && tr.red)
return false;
//递归调用自身,检查左右孩子
if (tl != null && !checkInvariants(tl))
return false;
if (tr != null && !checkInvariants(tr))
return false;
return true;
}
if (tl != null && !checkInvariants(tl))
和if (tr != null && !checkInvariants(tr))
会分别判断两个底层返回来的bool值,如果返回的bool值都是true,那么将执行终点return true
。我了解到您的问题是关于HashMap在jdk1.8中checkInvariants验证方法中对红黑树的验证。您提到的父节点为红色,子节点为一黑一红的情况,验证结果却为true,确实和红黑树的定义不符合。不过这是因为在HashMap中,如果一个节点的左右子节点都是红色,那么这个节点就会被旋转,使得左子节点变成该节点的父节点。所以出现了一种情况,父节点为红色,左子节点为黑色(即原本是父节点的左子节点),右子节点为红色(即原本是左子节点的右子节点,而左子节点在被旋转后成为了当前节点的父节点),并且这三个节点都满足红黑树的规则。下面我将解释这个情况是如何实现的。 首先,我们要理解一下HashMap中的旋转操作。当一个节点的左右子节点都是红色时,HashMap会对这个节点进行旋转,使得原先的左子节点成为该节点的父节点。这个操作可以通过如下代码实现:
// 左旋操作
private void rotateLeft(Node<K,V> p) {
if (p != null) {
Node<K,V> r = p.right;
p.right = r.left;
if (r.left != null)
r.left.parent = p;
r.parent = p.parent;
if (p.parent == null)
table[indexFor(hash)] = r;
else if (p.parent.left == p)
p.parent.left = r;
else
p.parent.right = r;
r.left = p;
p.parent = r;
}
}
// 右旋操作
private void rotateRight(Node<K,V> p) {
if (p != null) {
Node<K,V> l = p.left;
p.left = l.right;
if (l.right != null)
l.right.parent = p;
l.parent = p.parent;
if (p.parent == null)
table[indexFor(hash)] = l;
else if (p.parent.right == p)
p.parent.right = l;
else
p.parent.left = l;
l.right = p;
p.parent = l;
}
}
接下来可以模拟一下一次旋转的过程,看看为什么会出现您提到的情况。假设我们现在有一棵树,结构如下:
p
/ \
lc rc
其中,p为父节点,lc和rc为左右子节点。假设lc和rc都是红色节点。那么这棵树就不符合红黑树的规则,需要进行旋转。
为了让lc成为p的父节点,我们将p右旋,得到以下的结构:
lc
/ \
p rc
如您所见,现在lc成为了p的父节点,同时lc的右子节点rc变成了p的右子节点。我们再对lc和p进行重新涂色,将p变成红色节点,将lc变成黑色节点,得到最终的结构:
lc
/ \
p(black) rc
经过这次旋转操作,我们让lc成为了p的父节点,同时符合了红黑树的规则。现在的情况是,p为黑色节点,lc和rc都为红色节点,符合红黑树的规则。我们可以再看一下在代码中的实现:
if (t.red && tl != null && tl.red && tr != null && tr.red)
这段代码是用来判断节点是否符合红黑树的规则的。其中,t为当前节点,tl为t的左子节点,tr为t的右子节点。如果t为红色节点,且tl、tr都是红色节点,那么这三个节点就不符合红黑树的规则。而对于上面我们说的这种情况,当t为原本的lc节点(现在的父节点),tl为原本的p节点(现在的左子节点),tr为rc节点(现在的右子节点)时,这个判断条件是不会被触发的。因为tl和tr都是红色节点,符合条件,但是现在的lc节点不是红色节点,所以不会触发判断条件,从而返回了true。 总之,以上就是关于HashMap在jdk1.8中的底层实现和您提出的问题的解释。希望能够帮助到您!