mirror of
https://github.com/9fans/plan9port.git
synced 2025-01-12 11:10:07 +00:00
libavl: import from Plan 9
This commit is contained in:
parent
da0a205ed6
commit
375b78fb11
4 changed files with 570 additions and 0 deletions
27
include/avl.h
Normal file
27
include/avl.h
Normal file
|
@ -0,0 +1,27 @@
|
||||||
|
/* #pragma lib "libavl.a" */
|
||||||
|
/* #pragma src "/sys/src/libavl" */
|
||||||
|
|
||||||
|
AUTOLIB(avl)
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct Avl Avl;
|
||||||
|
typedef struct Avltree Avltree;
|
||||||
|
typedef struct Avlwalk Avlwalk;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* #pragma incomplete Avltree */
|
||||||
|
/* #pragma incomplete Avlwalk */
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Avl
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avl *p; /* parent */
|
||||||
|
Avl *n[2]; /* children */
|
||||||
|
int bal; /* balance bits */
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Avl *avlnext(Avlwalk *walk);
|
||||||
|
Avl *avlprev(Avlwalk *walk);
|
||||||
|
Avlwalk *avlwalk(Avltree *tree);
|
||||||
|
void deleteavl(Avltree *tree, Avl *key, Avl **oldp);
|
||||||
|
void endwalk(Avlwalk *walk);
|
||||||
|
void insertavl(Avltree *tree, Avl *new, Avl **oldp);
|
||||||
|
Avl *lookupavl(Avltree *tree, Avl *key);
|
||||||
|
Avltree *mkavltree(int(*cmp)(Avl*, Avl*));
|
120
man/man3/avl.3
Normal file
120
man/man3/avl.3
Normal file
|
@ -0,0 +1,120 @@
|
||||||
|
.TH AVL 3
|
||||||
|
.SH NAME
|
||||||
|
mkavltree, insertavl, lookupavl, deleteavl, avlwalk, avlnext, avlprev, endwalk - AVL tree routines
|
||||||
|
.SH SYNOPSIS
|
||||||
|
.\" .ta 0.75i 1.5i 2.25i 3i 3.75i 4.5i
|
||||||
|
.ta 0.7i +0.7i +0.7i +0.7i +0.7i +0.7i +0.7i
|
||||||
|
.EX
|
||||||
|
#include <u.h>
|
||||||
|
#include <libc.h>
|
||||||
|
#include <avl.h>
|
||||||
|
.sp 0.3v
|
||||||
|
typedef struct Avl Avl;
|
||||||
|
struct Avl
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avl *p; /* parent */
|
||||||
|
Avl *n[2]; /* children */
|
||||||
|
int bal; /* balance bits */
|
||||||
|
};
|
||||||
|
.sp 0.3v
|
||||||
|
Avl *avlnext(Avlwalk *walk);
|
||||||
|
Avl *avlprev(Avlwalk *walk);
|
||||||
|
Avlwalk *avlwalk(Avltree *tree);
|
||||||
|
void deleteavl(Avltree *tree, Avl *key, Avl **oldp);
|
||||||
|
void endwalk(Avlwalk *walk);
|
||||||
|
void insertavl(Avltree *tree, Avl *new, Avl **oldp);
|
||||||
|
Avl *lookupavl(Avltree *tree, Avl *key);
|
||||||
|
Avltree *mkavltree(int(*cmp)(Avl*, Avl*));
|
||||||
|
.EE
|
||||||
|
.SH DESCRIPTION
|
||||||
|
An AVL tree is a self-balancing binary search tree.
|
||||||
|
These routines allow creation and maintenance of in-memory AVL trees.
|
||||||
|
.PP
|
||||||
|
An empty AVL tree is created by calling
|
||||||
|
.I mkavltree
|
||||||
|
with a comparison function as argument.
|
||||||
|
This function should take two pointers to
|
||||||
|
.B Avl
|
||||||
|
objects and return -1, 0 or 1 as the first is
|
||||||
|
respectively less than,
|
||||||
|
equal to, or greater than,
|
||||||
|
the second.
|
||||||
|
.I Insertavl
|
||||||
|
adds a
|
||||||
|
.I new
|
||||||
|
tree node into
|
||||||
|
.IR tree .
|
||||||
|
If
|
||||||
|
.I oldp
|
||||||
|
is non-nil upon return,
|
||||||
|
it points to storage for an old node
|
||||||
|
with the same key that may now be freed.
|
||||||
|
.I Lookupavl
|
||||||
|
returns the
|
||||||
|
.I tree
|
||||||
|
node that matches
|
||||||
|
.I key
|
||||||
|
by
|
||||||
|
.IR tree 's
|
||||||
|
comparison function,
|
||||||
|
or
|
||||||
|
.B nil
|
||||||
|
if none.
|
||||||
|
.I Deleteavl
|
||||||
|
removes the node matching
|
||||||
|
.I key
|
||||||
|
from
|
||||||
|
.IR tree ;
|
||||||
|
.I oldp
|
||||||
|
is handled as per
|
||||||
|
.IR insertavl .
|
||||||
|
.PP
|
||||||
|
.I Avlwalk
|
||||||
|
returns a pointer to a newly-allocated
|
||||||
|
.B Avlwalk
|
||||||
|
object.
|
||||||
|
.I Endwalk
|
||||||
|
frees such an object.
|
||||||
|
.I Avlnext
|
||||||
|
and
|
||||||
|
.I avlprev
|
||||||
|
walk the tree associated with
|
||||||
|
.IR walk ,
|
||||||
|
returning the next
|
||||||
|
(respectively, previous)
|
||||||
|
tree node in the comparison order
|
||||||
|
defined by the comparison function
|
||||||
|
associated with the tree associated with
|
||||||
|
.IR walk .
|
||||||
|
.SH EXAMPLES
|
||||||
|
Intended usage seems to be to make an anonymous
|
||||||
|
.B Avl
|
||||||
|
the first member of the application's tree-node structure,
|
||||||
|
then pass these routines tree-node pointers instead of
|
||||||
|
.BR Avl* s.
|
||||||
|
.IP
|
||||||
|
.EX
|
||||||
|
typedef struct Node {
|
||||||
|
Avl;
|
||||||
|
uchar score[VtScoreSize];
|
||||||
|
int type;
|
||||||
|
} Node;
|
||||||
|
.sp 0.3v
|
||||||
|
Avltree *tree;
|
||||||
|
Avl *res;
|
||||||
|
Node *np;
|
||||||
|
\fI\&...\fP
|
||||||
|
res = lookupavl(tree, np);
|
||||||
|
.EE
|
||||||
|
.SH SOURCE
|
||||||
|
.B \*9/src/libavl
|
||||||
|
.SH SEE ALSO
|
||||||
|
G. M. Adelson-Velsky,
|
||||||
|
E. M. Landis,
|
||||||
|
``An algorithm for the organization of information'',
|
||||||
|
.IR "Soviet Mathematics" ,
|
||||||
|
Vol. 3, pp. 1256—1263.
|
||||||
|
.SH DIAGNOSTICS
|
||||||
|
Functions returning pointers return
|
||||||
|
.B nil
|
||||||
|
on error.
|
414
src/libavl/avl.c
Normal file
414
src/libavl/avl.c
Normal file
|
@ -0,0 +1,414 @@
|
||||||
|
#include <u.h>
|
||||||
|
#include <libc.h>
|
||||||
|
#include <bio.h>
|
||||||
|
#include <avl.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* In-memory database stored as self-balancing AVL tree.
|
||||||
|
* See Lewis & Denenberg, Data Structures and Their Algorithms.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
singleleft(Avl **tp, Avl *p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int l, r2;
|
||||||
|
Avl *a, *c;
|
||||||
|
|
||||||
|
a = *tp;
|
||||||
|
c = a->n[1];
|
||||||
|
|
||||||
|
r2 = c->bal;
|
||||||
|
l = (r2 > 0? r2: 0)+1 - a->bal;
|
||||||
|
|
||||||
|
if((a->n[1] = c->n[0]) != nil)
|
||||||
|
a->n[1]->p = a;
|
||||||
|
|
||||||
|
if((c->n[0] = a) != nil)
|
||||||
|
c->n[0]->p = c;
|
||||||
|
|
||||||
|
if((*tp = c) != nil)
|
||||||
|
(*tp)->p = p;
|
||||||
|
|
||||||
|
a->bal = -l;
|
||||||
|
c->bal = r2 - ((l > 0? l: 0)+1);
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
singleright(Avl **tp, Avl *p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int l2, r;
|
||||||
|
Avl *a, *c;
|
||||||
|
|
||||||
|
a = *tp;
|
||||||
|
c = a->n[0];
|
||||||
|
l2 = - c->bal;
|
||||||
|
r = a->bal + ((l2 > 0? l2: 0)+1);
|
||||||
|
|
||||||
|
if((a->n[0] = c->n[1]) != nil)
|
||||||
|
a->n[0]->p = a;
|
||||||
|
|
||||||
|
if((c->n[1] = a) != nil)
|
||||||
|
c->n[1]->p = c;
|
||||||
|
|
||||||
|
if((*tp = c) != nil)
|
||||||
|
(*tp)->p = p;
|
||||||
|
|
||||||
|
a->bal = r;
|
||||||
|
c->bal = ((r > 0? r: 0)+1) - l2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
doublerightleft(Avl **tp, Avl *p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
singleright(&(*tp)->n[1], *tp);
|
||||||
|
singleleft(tp, p);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
doubleleftright(Avl **tp, Avl *p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
singleleft(&(*tp)->n[0], *tp);
|
||||||
|
singleright(tp, p);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
balance(Avl **tp, Avl *p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
switch((*tp)->bal){
|
||||||
|
case -2:
|
||||||
|
if((*tp)->n[0]->bal <= 0)
|
||||||
|
singleright(tp, p);
|
||||||
|
else if((*tp)->n[0]->bal == 1)
|
||||||
|
doubleleftright(tp, p);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
assert(0);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
if((*tp)->n[1]->bal >= 0)
|
||||||
|
singleleft(tp, p);
|
||||||
|
else if((*tp)->n[1]->bal == -1)
|
||||||
|
doublerightleft(tp, p);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
assert(0);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int
|
||||||
|
_insertavl(Avl **tp, Avl *p, Avl *r, int (*cmp)(Avl*,Avl*), Avl **rfree)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i, ob;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(*tp == nil){
|
||||||
|
r->bal = 0;
|
||||||
|
r->n[0] = nil;
|
||||||
|
r->n[1] = nil;
|
||||||
|
r->p = p;
|
||||||
|
*tp = r;
|
||||||
|
return 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
ob = (*tp)->bal;
|
||||||
|
if((i = cmp(r, *tp)) != 0){
|
||||||
|
(*tp)->bal += i * _insertavl(&(*tp)->n[(i+1)/2], *tp, r, cmp,
|
||||||
|
rfree);
|
||||||
|
balance(tp, p);
|
||||||
|
return ob == 0 && (*tp)->bal != 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* install new entry */
|
||||||
|
*rfree = *tp; /* save old node for freeing */
|
||||||
|
*tp = r; /* insert new node */
|
||||||
|
**tp = **rfree; /* copy old node's Avl contents */
|
||||||
|
if(r->n[0]) /* fix node's children's parent pointers */
|
||||||
|
r->n[0]->p = r;
|
||||||
|
if(r->n[1])
|
||||||
|
r->n[1]->p = r;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static Avl*
|
||||||
|
_lookupavl(Avl *t, Avl *r, int (*cmp)(Avl*,Avl*))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
Avl *p;
|
||||||
|
|
||||||
|
p = nil;
|
||||||
|
while(t != nil){
|
||||||
|
assert(t->p == p);
|
||||||
|
if((i = cmp(r, t)) == 0)
|
||||||
|
return t;
|
||||||
|
p = t;
|
||||||
|
t = t->n[(i+1)/2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return nil;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int
|
||||||
|
successor(Avl **tp, Avl *p, Avl **r)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int ob;
|
||||||
|
|
||||||
|
if((*tp)->n[0] == nil){
|
||||||
|
*r = *tp;
|
||||||
|
*tp = (*r)->n[1];
|
||||||
|
if(*tp)
|
||||||
|
(*tp)->p = p;
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
ob = (*tp)->bal;
|
||||||
|
(*tp)->bal -= successor(&(*tp)->n[0], *tp, r);
|
||||||
|
balance(tp, p);
|
||||||
|
return -(ob != 0 && (*tp)->bal == 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int
|
||||||
|
_deleteavl(Avl **tp, Avl *p, Avl *rx, int(*cmp)(Avl*,Avl*), Avl **del,
|
||||||
|
void (*predel)(Avl*, void*), void *arg)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i, ob;
|
||||||
|
Avl *r, *or;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(*tp == nil)
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
ob = (*tp)->bal;
|
||||||
|
if((i=cmp(rx, *tp)) != 0){
|
||||||
|
(*tp)->bal += i * _deleteavl(&(*tp)->n[(i+1)/2], *tp, rx, cmp,
|
||||||
|
del, predel, arg);
|
||||||
|
balance(tp, p);
|
||||||
|
return -(ob != 0 && (*tp)->bal == 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if(predel)
|
||||||
|
(*predel)(*tp, arg);
|
||||||
|
|
||||||
|
or = *tp;
|
||||||
|
if(or->n[i=0] == nil || or->n[i=1] == nil){
|
||||||
|
*tp = or->n[1-i];
|
||||||
|
if(*tp)
|
||||||
|
(*tp)->p = p;
|
||||||
|
*del = or;
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* deleting node with two kids, find successor */
|
||||||
|
or->bal += successor(&or->n[1], or, &r);
|
||||||
|
r->bal = or->bal;
|
||||||
|
r->n[0] = or->n[0];
|
||||||
|
r->n[1] = or->n[1];
|
||||||
|
*tp = r;
|
||||||
|
(*tp)->p = p;
|
||||||
|
/* node has changed; fix children's parent pointers */
|
||||||
|
if(r->n[0])
|
||||||
|
r->n[0]->p = r;
|
||||||
|
if(r->n[1])
|
||||||
|
r->n[1]->p = r;
|
||||||
|
*del = or;
|
||||||
|
balance(tp, p);
|
||||||
|
return -(ob != 0 && (*tp)->bal == 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
checkparents(Avl *a, Avl *p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if(a == nil)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
if(a->p != p)
|
||||||
|
print("bad parent\n");
|
||||||
|
checkparents(a->n[0], a);
|
||||||
|
checkparents(a->n[1], a);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Avltree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avl *root;
|
||||||
|
int (*cmp)(Avl*, Avl*);
|
||||||
|
Avlwalk *walks;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
struct Avlwalk
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int started;
|
||||||
|
int moved;
|
||||||
|
Avlwalk *next;
|
||||||
|
Avltree *tree;
|
||||||
|
Avl *node;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Avltree*
|
||||||
|
mkavltree(int (*cmp)(Avl*, Avl*))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avltree *t;
|
||||||
|
|
||||||
|
t = malloc(sizeof *t);
|
||||||
|
if(t == nil)
|
||||||
|
return nil;
|
||||||
|
memset(t, 0, sizeof *t);
|
||||||
|
t->cmp = cmp;
|
||||||
|
return t;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
insertavl(Avltree *t, Avl *new, Avl **oldp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
*oldp = nil;
|
||||||
|
_insertavl(&t->root, nil, new, t->cmp, oldp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Avl*
|
||||||
|
lookupavl(Avltree *t, Avl *key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return _lookupavl(t->root, key, t->cmp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static Avl*
|
||||||
|
findpredecessor(Avl *a)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if(a == nil)
|
||||||
|
return nil;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(a->n[0] != nil){
|
||||||
|
/* predecessor is rightmost descendant of left child */
|
||||||
|
for(a = a->n[0]; a->n[1]; a = a->n[1])
|
||||||
|
;
|
||||||
|
return a;
|
||||||
|
}else{
|
||||||
|
/* we're at a leaf, successor is a parent we enter from the right */
|
||||||
|
while(a->p && a->p->n[0] == a)
|
||||||
|
a = a->p;
|
||||||
|
return a->p;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static Avl*
|
||||||
|
findsuccessor(Avl *a)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if(a == nil)
|
||||||
|
return nil;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(a->n[1] != nil){
|
||||||
|
/* successor is leftmost descendant of right child */
|
||||||
|
for(a = a->n[1]; a->n[0]; a = a->n[0])
|
||||||
|
;
|
||||||
|
return a;
|
||||||
|
}else{
|
||||||
|
/* we're at a leaf, successor is a parent we enter from the left going up */
|
||||||
|
while(a->p && a->p->n[1] == a)
|
||||||
|
a = a->p;
|
||||||
|
return a->p;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
walkdel(Avl *a, void *v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avl *p;
|
||||||
|
Avlwalk *w;
|
||||||
|
Avltree *t;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(a == nil)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
|
||||||
|
p = findpredecessor(a);
|
||||||
|
t = v;
|
||||||
|
for(w = t->walks; w; w = w->next){
|
||||||
|
if(w->node == a){
|
||||||
|
/* back pointer to predecessor; not perfect but adequate */
|
||||||
|
w->moved = 1;
|
||||||
|
w->node = p;
|
||||||
|
if(p == nil)
|
||||||
|
w->started = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
deleteavl(Avltree *t, Avl *key, Avl **oldp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
*oldp = nil;
|
||||||
|
_deleteavl(&t->root, nil, key, t->cmp, oldp, walkdel, t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Avlwalk*
|
||||||
|
avlwalk(Avltree *t)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avlwalk *w;
|
||||||
|
|
||||||
|
w = malloc(sizeof *w);
|
||||||
|
if(w == nil)
|
||||||
|
return nil;
|
||||||
|
memset(w, 0, sizeof *w);
|
||||||
|
w->tree = t;
|
||||||
|
w->next = t->walks;
|
||||||
|
t->walks = w;
|
||||||
|
return w;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Avl*
|
||||||
|
avlnext(Avlwalk *w)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avl *a;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(w->started==0){
|
||||||
|
for(a = w->tree->root; a && a->n[0]; a = a->n[0])
|
||||||
|
;
|
||||||
|
w->node = a;
|
||||||
|
w->started = 1;
|
||||||
|
}else{
|
||||||
|
a = findsuccessor(w->node);
|
||||||
|
if(a == w->node)
|
||||||
|
abort();
|
||||||
|
w->node = a;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return w->node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Avl*
|
||||||
|
avlprev(Avlwalk *w)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avl *a;
|
||||||
|
|
||||||
|
if(w->started == 0){
|
||||||
|
for(a = w->tree->root; a && a->n[1]; a = a->n[1])
|
||||||
|
;
|
||||||
|
w->node = a;
|
||||||
|
w->started = 1;
|
||||||
|
}else if(w->moved){
|
||||||
|
w->moved = 0;
|
||||||
|
return w->node;
|
||||||
|
}else{
|
||||||
|
a = findpredecessor(w->node);
|
||||||
|
if(a == w->node)
|
||||||
|
abort();
|
||||||
|
w->node = a;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return w->node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
endwalk(Avlwalk *w)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Avltree *t;
|
||||||
|
Avlwalk **l;
|
||||||
|
|
||||||
|
t = w->tree;
|
||||||
|
for(l = &t->walks; *l; l = &(*l)->next){
|
||||||
|
if(*l == w){
|
||||||
|
*l = w->next;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
free(w);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
walkavl(Avl *t, void (*f)(Avl*, void*), void *v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if(t == nil)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
walkavl(t->n[0], f, v);
|
||||||
|
f(t, v);
|
||||||
|
walkavl(t->n[1], f, v);
|
||||||
|
}
|
9
src/libavl/mkfile
Normal file
9
src/libavl/mkfile
Normal file
|
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||||
|
<$PLAN9/src/mkhdr
|
||||||
|
|
||||||
|
LIB=libavl.a
|
||||||
|
OFILES=\
|
||||||
|
avl.$O\
|
||||||
|
|
||||||
|
HFILES=$PLAN9/include/avl.h
|
||||||
|
|
||||||
|
<$PLAN9/src/mksyslib
|
Loading…
Reference in a new issue