Error de fijación de inserción del árbol rojo-negro

Question

Tengo un problema de tarea sobre insertar en árboles rojos-negro en C#. Escribí el código a continuación y el programa funciona sin ningún problema para agregar los primeros 3 números. Cuando intento agregar el 4to número, obtengo una NullReferenceException. Estoy tratando de resolver el error durante 2 días, pero no puedo resolverlo.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace Algoritmalar3b
{
class rbtNode
{
    public int? key;
    public char? color;
    public rbtNode left, right, p;
    public rbtNode(int? key, char? color, rbtNode left, rbtNode right, rbtNode p)
    {
        this.key = key;
        this.color = color;
        this.left = left;
        this.right = right;
        this.p = p;
    }
}

class Program
{
    static rbtNode Tnil = new rbtNode(null, 'B', null, null, null);

    static void Main(string[] args)
    {
        rbtNode root = new rbtNode(null, 'B', Tnil, Tnil, null);

        RB_Insert(root, 7);
        RB_Insert(root, 3);
        RB_Insert(root, 89);
        RB_Insert(root, 4);
        RB_Insert(root, 9);
        RB_Insert(root, 15);
        RB_Insert(root, 35);
        RB_Insert(root, 8);
        RB_Insert(root, 24); 
        preOrderWalk(root);
    }

    static void RB_Insert(rbtNode T, int? deger)
    {
        rbtNode z = new rbtNode(deger, null, Tnil, Tnil, null);

        if (T.key == null)
            T.key = deger;
        else
        {
            rbtNode y = new rbtNode(null, null, Tnil, Tnil, null);
            y = Tnil;
            rbtNode x = new rbtNode(null, null, Tnil, Tnil, null);
            x = T;
            while (x != Tnil)
            {
                y = x;
                if (z.key < x.key)
                    x = x.left;
                else
                    x = x.right;
            }
            z.p = y;
            if (y == Tnil)
                T = z;
            else if (z.key < y.key)
                y.left = z;
            else
                y.right = z;
            z.left = Tnil;
            z.right = Tnil;
            z.color = 'R';
            RB_Insert_Fixup(T, z);
        }
    }

    static void RB_Insert_Fixup(rbtNode T, rbtNode z)
    {
        rbtNode y = new rbtNode(null, null, Tnil, Tnil, null);

        while (z.p.color == 'R')
        {
            if (z.p == z.p.p.left)
            {
                y = z.p.p.right;
                if (y.color == 'R')
                {
                    z.p.color = 'B';
                    y.color = 'B';
                    z.p.p.color = 'R';
                    z = z.p.p;
                }
                else if (z == z.p.right)
                {
                    z = z.p;
                    Left_Rotate(T, z);
                    z.p.color = 'B';
                    z.p.p.color = 'R';
                    Right_Rotate(T, z.p.p);
                }
            }
            else
            {
                y = z.p.p.left;
                if (y.color == 'R')
                {
                    z.p.color = 'B';
                    y.color = 'B';
                    z.p.p.color = 'R';
                    z = z.p.p;
                }
                else if (z == z.p.left)
                {
                    z = z.p;
                    Left_Rotate(T, z);
                    z.p.color = 'B';
                    z.p.p.color = 'R';
                    Right_Rotate(T, z.p.p);
                }
            }
        }
        T.color = 'B';
    }

    static void Left_Rotate(rbtNode T, rbtNode x)
    {
        rbtNode y = new rbtNode(null, null, Tnil, Tnil, null);
        y = x.right;
        x.right = y.left;
        if (y.left != Tnil)
            y.left.p = x;
        y.p = x.p;
        if (x.p == Tnil)
            T = y;
        else if (x == x.p.left)
            x.p.left = y;
        else
            x.p.right = y;
        y.left = x;
        x.p = y; 
    }

    static void Right_Rotate(rbtNode T, rbtNode x)
    {
        rbtNode y = new rbtNode(null, null, Tnil, Tnil, null);
        y = x.left;
        x.left = y.right;
        if (y.right != null)
            y.right.p = x;
        y.p = x.p;
        if (x.p == null)
            T = y;
        else if (x == x.p.right)
            x.p.right = y;
        else
            x.p.left = y;
        y.right = x;
        x.p = y;
    }

    static void preOrderWalk(rbtNode T)
    {
        if (T.color == 'B')
            Console.WriteLine("-{0}", T.key);
        else
            Console.WriteLine("{0}", T.key);
        if (T.left != null)
            preOrderWalk(T.left);
        if (T.right != null)
            preOrderWalk(T.right);
    }
}

}

Answer 1

Parece que tiene problemas en 3 áreas:

• El algoritmo de árbol RB. Pero parece que casi estás ahí
• Depuración. Solo debería tomar 2 minutos retroceder un error como este, tal vez 2 horas si eres nuevo. Pero no 2 días.
• Haciendo una buena pregunta. Tienes un nullref, pero ¿en qué línea? ¿Y cuáles son los valores de los VAR/campos en esa línea?

---

Cuando eche un vistazo rápido al método FixUp y al resto del código, sospecho que puede que la referencia AP (matriz) sea nula en el punto equivocado.

Como herramienta de diagnóstico, cambie el miembro .p en una propiedad regular:

class rbtNode
{    
    private rbtNode _parent;

    public rbtNode Parent
    {
         get { return _parent; }
         set
         {
             System.Diagnostics.Debug.Assert(value != null);
             _parent = value;
         }
    }
    ....

Creo que tendrás que permitir _parent = nulo pero solo en el constructor.

Los miembros de Get/Set también le dan un buen lugar para colocar los puntos de interrupción (condicionales).

Answer 2

Creo que te vas un poco mal en tu arreglar función. Agregue ciertas condiciones en while loop, es decir

while (z != null && z.Getparent() != null && z.Getparent().Getcolor() == 'R')

Además, está cometiendo un gran error en la parte de lo contrario de su bucle While. Cambiar el orden de las funciones de Leftrotate y Rightrotate, debe ser el siguiente:

               else if (z == z.Getparent().Getleft())
                    {
                        z = z.Getparent();
                        **RightRotate(T, z);**
                        z.Getparent().Setcolor('B');
                        z.Getparent().Getparent().Setcolor('R');
                        **LeftRotate(T, z);**
                    }

Editar: también necesitaría agregar algunas condiciones más en ambas funciones de rotación.