Rotação direita e esquerda de uma árvore em python

Question

Eu uso a classe:

class Node:
    def __init__(self, value):
        self.key = value
        self.left = None
        self.right = None
        self.parent = None

e eu criei esta árvore:

n_12 = Node(12)
n_15 = Node(15)
n_3 = Node(3)
n_7 = Node(7)
n_1 = Node(1)
n_2 = Node(2)
n_not1 = Node(-1)

n_12.right = n_15
n_12.left = n_3
n_3.right = n_7
n_3.left = n_1
n_1.right = n_2
n_1.left = n_not1

n_12.parent = None
n_15.parent = n_12
n_3.parent = n_12
n_7.parent = n_3
n_1.parent = n_3
n_2.parent = n_1
n_not1.parent = n_1

Tentei este código:

def rightRotate(t): 
    if t == None or t.left == None:
        return None
    n = t
    l = t.left
    r = t.right
    lr = t.left.right
    ll = t.left.left
    t = t.left
    t.right = n
    if r != None:
        t.right.right = r
    if lr != None:
        t.right.left = lr
    if ll != None:
        t.left = ll

Mas não funcionou, usando o nó raiz n_12ele exclui alguns nós. Por que não funcionou e não entendo por que não tenho todos os nós. Se eu ligar rightRotate(n_1), tenho um loop infinito.

Answer 1

Você escreve "Eu tenho um loop infinito" , mas seu código não tem loop, então isso deve estar acontecendo em outro lugar em seu código.

Eu vejo dois problemas:

1) A atribuição deve ser incondicional

if lr != None:
    t.right.left = lr

Esta atribuição também é necessária quando lr is None. Do contrário, t.right.leftficará igual ao lque está tnaquele momento, e então você realmente fica com um laço em sua árvore.

2) Rosqueamento duplo

Sua árvore é de thread duplo, ou seja, também possui parentlinks. Mas eles não são atualizados em sua rightRotatefunção. Portanto, faça sem parentlinks (o que é preferível) ou adapte seu código para que também os parentlinks sejam atualizados de acordo com a rotação.

Outra observação:

O seguinte trecho de código pode ser simplificado:

if r != None:
    t.right.right = r   # was already equal to r
if lr != None:
    t.right.left = lr   # see above. should not be behind a condition
if ll != None:
    t.left = ll         # was already equal to ll

Isso pode ser reduzido a apenas:

t.right.left = lr

ou mesmo:

n.left = lr

Código Final

Com as alterações mencionadas acima, sua função poderia ser:

class Node:
    def __init__(self, value):
        self.key = value
        self.left = None
        self.right = None
        self.parent = None

def rightRotate(node):
    if node is None or node.left is None:
        return node
    parent = node.parent
    left = node.left
    left_right = left.right

    # change edge 1
    if parent: # find out if node is a left or right child of node
        if parent.left == node:
            parent.left = left
        else:
            parent.right = left
    left.parent = parent

    # change edge 2
    left.right = node
    node.parent = left

    # change edge 3
    node.left = left_right
    if left_right:
        left_right.parent = node

    return left  # the node that took the position of node

# your code to build the tree
n_12 = Node(12)
n_15 = Node(15)
n_3 = Node(3)
n_7 = Node(7)
n_1 = Node(1)
n_2 = Node(2)
n_not1 = Node(-1)

n_12.right = n_15
n_12.left = n_3
n_3.right = n_7
n_3.left = n_1
n_1.right = n_2
n_1.left = n_not1

n_12.parent = None
n_15.parent = n_12
n_3.parent = n_12
n_7.parent = n_3
n_1.parent = n_3
n_2.parent = n_1
n_not1.parent = n_1

# rotate the root
root = n_12
root = rightRotate(root) # returns the node that took the place of n_12

Apenas remova as linhas com parentpara obter a versão de thread único.