Дерево поиска c java на c#

import java.util.NoSuchElementException;
 
public class RedBlackBST<Key extends Comparable<Key>, Value> {
 
    private static final boolean RED   = true;
    private static final boolean BLACK = false;
 
    private Node root;     
    private class Node {
        private Key key;           
        private Value val;         
        private Node left, right; 
        private boolean color;    
        private int size;          
 
        public Node(Key key, Value val, boolean color, int size) {
            this.key = key;
            this.val = val;
            this.color = color;
            this.size = size;
        }
    }
    public RedBlackBST() {
    }
    // is node x red; false if x is null ?
    private boolean isRed(Node x) {
        if (x == null) return false;
        return x.color == RED;
    }
 
    private int size(Node x) {
        if (x == null) return 0;
        return x.size;
    } 
    public int size() {
        return size(root);
    }
    public boolean isEmpty() {
        return root == null;
    }
    public Value get(Key key) {
        if (key == null) throw new IllegalArgumentException("argument to get() is null");
        return get(root, key);
    }
    private Value get(Node x, Key key) {
        while (x != null) {
            int cmp = key.compareTo(x.key);
            if      (cmp < 0) x = x.left;
            else if (cmp > 0) x = x.right;
            else              return x.val;
        }
        return null;
    }
 
    public boolean contains(Key key) {
        return get(key) != null;
    }
    public void put(Key key, Value val) {
        if (key == null) throw new IllegalArgumentException("first argument to put() is null");
        if (val == null) {
            delete(key);
            return;
        }
 
        root = put(root, key, val);
        root.color = BLACK;
        // assert check();
    }
    private Node put(Node h, Key key, Value val) { 
        if (h == null) return new Node(key, val, RED, 1);
 
        int cmp = key.compareTo(h.key);
        if      (cmp < 0) h.left  = put(h.left,  key, val); 
        else if (cmp > 0) h.right = put(h.right, key, val); 
        else              h.val   = val;
 
        if (isRed(h.right) && !isRed(h.left))      h = rotateLeft(h);
        if (isRed(h.left)  &&  isRed(h.left.left)) h = rotateRight(h);
        if (isRed(h.left)  &&  isRed(h.right))     flipColors(h);
        h.size = size(h.left) + size(h.right) + 1;
 
        return h;
    }
    public void deleteMin() {
        if (isEmpty()) throw new NoSuchElementException("BST underflow");
 
        // if both children of root are black, set root to red
        if (!isRed(root.left) && !isRed(root.right))
            root.color = RED;
 
        root = deleteMin(root);
        if (!isEmpty()) root.color = BLACK;
        // assert check();
    }
    private Node deleteMin(Node h) { 
        if (h.left == null)
            return null;
 
        if (!isRed(h.left) && !isRed(h.left.left))
            h = moveRedLeft(h);
 
        h.left = deleteMin(h.left);
        return balance(h);
    }
    public void deleteMax() {
        if (isEmpty()) throw new NoSuchElementException("BST underflow");
        if (!isRed(root.left) && !isRed(root.right))
            root.color = RED;
 
        root = deleteMax(root);
        if (!isEmpty()) root.color = BLACK;
        // assert check();
    }
    private Node deleteMax(Node h) { 
        if (isRed(h.left))
            h = rotateRight(h);
 
        if (h.right == null)
            return null;
 
        if (!isRed(h.right) && !isRed(h.right.left))
            h = moveRedRight(h);
 
        h.right = deleteMax(h.right);
 
        return balance(h);
    }
    public void delete(Key key) { 
        if (key == null) throw new IllegalArgumentException("argument to delete() is null");
        if (!contains(key)) return;
        if (!isRed(root.left) && !isRed(root.right))
            root.color = RED;
 
        root = delete(root, key);
        if (!isEmpty()) root.color = BLACK;
        // assert check();
    }
    private Node delete(Node h, Key key) { 
        // assert get(h, key) != null;
 
        if (key.compareTo(h.key) < 0)  {
            if (!isRed(h.left) && !isRed(h.left.left))
                h = moveRedLeft(h);
            h.left = delete(h.left, key);
        }
        else {
            if (isRed(h.left))
                h = rotateRight(h);
            if (key.compareTo(h.key) == 0 && (h.right == null))
                return null;
            if (!isRed(h.right) && !isRed(h.right.left))
                h = moveRedRight(h);
            if (key.compareTo(h.key) == 0) {
                Node x = min(h.right);
                h.key = x.key;
                h.val = x.val;
                // h.val = get(h.right, min(h.right).key);
                // h.key = min(h.right).key;
                h.right = deleteMin(h.right);
            }
            else h.right = delete(h.right, key);
        }
        return balance(h);
    }
    private Node rotateRight(Node h) {
        // assert (h != null) && isRed(h.left);
        Node x = h.left;
        h.left = x.right;
        x.right = h;
        x.color = x.right.color;
        x.right.color = RED;
        x.size = h.size;
        h.size = size(h.left) + size(h.right) + 1;
        return x;
    }
    private Node rotateLeft(Node h) {
        // assert (h != null) && isRed(h.right);
        Node x = h.right;
        h.right = x.left;
        x.left = h;
        x.color = x.left.color;
        x.left.color = RED;
        x.size = h.size;
        h.size = size(h.left) + size(h.right) + 1;
        return x;
    }
    private void flipColors(Node h) {
        // h must have opposite color of its two children
        // assert (h != null) && (h.left != null) && (h.right != null);
        // assert (!isRed(h) &&  isRed(h.left) &&  isRed(h.right))
        //    || (isRed(h)  && !isRed(h.left) && !isRed(h.right));
        h.color = !h.color;
        h.left.color = !h.left.color;
        h.right.color = !h.right.color;
    }
    private Node moveRedLeft(Node h) {
        // assert (h != null);
        // assert isRed(h) && !isRed(h.left) && !isRed(h.left.left);
 
        flipColors(h);
        if (isRed(h.right.left)) { 
            h.right = rotateRight(h.right);
            h = rotateLeft(h);
            flipColors(h);
        }
        return h;
    }
    private Node moveRedRight(Node h) {
        // assert (h != null);
        // assert isRed(h) && !isRed(h.right) && !isRed(h.right.left);
        flipColors(h);
        if (isRed(h.left.left)) { 
            h = rotateRight(h);
            flipColors(h);
        }
        return h;
    }
    private Node balance(Node h) {
        // assert (h != null);
 
        if (isRed(h.right))                      h = rotateLeft(h);
        if (isRed(h.left) && isRed(h.left.left)) h = rotateRight(h);
        if (isRed(h.left) && isRed(h.right))     flipColors(h);
 
        h.size = size(h.left) + size(h.right) + 1;
        return h;
    }
    public int height() {
        return height(root);
    }
    private int height(Node x) {
        if (x == null) return -1;
        return 1 + Math.max(height(x.left), height(x.right));
    }
    public Key min() {
        if (isEmpty()) throw new NoSuchElementException("called min() with empty symbol table");
        return min(root).key;
    } 
    private Node min(Node x) { 
        // assert x != null;
        if (x.left == null) return x; 
        else                return min(x.left); 
    } 
    public Key max() {
        if (isEmpty()) throw new NoSuchElementException("called max() with empty symbol table");
        return max(root).key;
    } 
    private Node max(Node x) { 
        // assert x != null;
        if (x.right == null) return x; 
        else                 return max(x.right); 
    } 
 
 
 
    public Key floor(Key key) {
        if (key == null) throw new IllegalArgumentException("argument to floor() is null");
        if (isEmpty()) throw new NoSuchElementException("called floor() with empty symbol table");
        Node x = floor(root, key);
        if (x == null) return null;
        else           return x.key;
    }    
    private Node floor(Node x, Key key) {
        if (x == null) return null;
        int cmp = key.compareTo(x.key);
        if (cmp == 0) return x;
        if (cmp < 0)  return floor(x.left, key);
        Node t = floor(x.right, key);
        if (t != null) return t; 
        else           return x;
    }
 
 
    public Key ceiling(Key key) {
        if (key == null) throw new IllegalArgumentException("argument to ceiling() is null");
        if (isEmpty()) throw new NoSuchElementException("called ceiling() with empty symbol table");
        Node x = ceiling(root, key);
        if (x == null) return null;
        else           return x.key;  
    }
    private Node ceiling(Node x, Key key) {  
        if (x == null) return null;
        int cmp = key.compareTo(x.key);
        if (cmp == 0) return x;
        if (cmp > 0)  return ceiling(x.right, key);
        Node t = ceiling(x.left, key);
        if (t != null) return t; 
        else           return x;
    }
 
    public Key select(int k) {
        if (k < 0 || k >= size()) {
            throw new IllegalArgumentException("called select() with invalid argument: " + k);
        }
        Node x = select(root, k);
        return x.key;
    }
    private Node select(Node x, int k) {
        // assert x != null;
        // assert k >= 0 && k < size(x);
        int t = size(x.left); 
        if      (t > k) return select(x.left,  k); 
        else if (t < k) return select(x.right, k-t-1); 
        else            return x; 
    } 
 
    public int rank(Key key) {
        if (key == null) throw new IllegalArgumentException("argument to rank() is null");
        return rank(key, root);
    } 
    private int rank(Key key, Node x) {
        if (x == null) return 0; 
        int cmp = key.compareTo(x.key); 
        if      (cmp < 0) return rank(key, x.left); 
        else if (cmp > 0) return 1 + size(x.left) + rank(key, x.right); 
        else              return size(x.left); 
    } 
 
    public Iterable<Key> keys() {
        if (isEmpty()) return new Queue<Key>();
        return keys(min(), max());
    }
 
    public Iterable<Key> keys(Key lo, Key hi) {
        if (lo == null) throw new IllegalArgumentException("first argument to keys() is null");
        if (hi == null) throw new IllegalArgumentException("second argument to keys() is null");
 
        Queue<Key> queue = new Queue<Key>();
        // if (isEmpty() || lo.compareTo(hi) > 0) return queue;
        keys(root, queue, lo, hi);
        return queue;
    } 
 
    // add the keys between lo and hi in the subtree rooted at x
    // to the queue
    private void keys(Node x, Queue<Key> queue, Key lo, Key hi) { 
        if (x == null) return; 
        int cmplo = lo.compareTo(x.key); 
        int cmphi = hi.compareTo(x.key); 
        if (cmplo < 0) keys(x.left, queue, lo, hi); 
        if (cmplo <= 0 && cmphi >= 0) queue.enqueue(x.key); 
        if (cmphi > 0) keys(x.right, queue, lo, hi); 
    } 
 
 
    public int size(Key lo, Key hi) {
        if (lo == null) throw new IllegalArgumentException("first argument to size() is null");
        if (hi == null) throw new IllegalArgumentException("second argument to size() is null");
 
        if (lo.compareTo(hi) > 0) return 0;
        if (contains(hi)) return rank(hi) - rank(lo) + 1;
        else              return rank(hi) - rank(lo);
    }
    private boolean check() {
        if (!isBST())            StdOut.println("Not in symmetric order");
        if (!isSizeConsistent()) StdOut.println("Subtree counts not consistent");
        if (!isRankConsistent()) StdOut.println("Ranks not consistent");
        if (!is23())             StdOut.println("Not a 2-3 tree");
        if (!isBalanced())       StdOut.println("Not balanced");
        return isBST() && isSizeConsistent() && isRankConsistent() && is23() && isBalanced();
    }
    private boolean isBST() {
        return isBST(root, null, null);
    }
    private boolean isBST(Node x, Key min, Key max) {
        if (x == null) return true;
        if (min != null && x.key.compareTo(min) <= 0) return false;
        if (max != null && x.key.compareTo(max) >= 0) return false;
        return isBST(x.left, min, x.key) && isBST(x.right, x.key, max);
    } 
    private boolean isSizeConsistent() { return isSizeConsistent(root); }
    private boolean isSizeConsistent(Node x) {
        if (x == null) return true;
        if (x.size != size(x.left) + size(x.right) + 1) return false;
        return isSizeConsistent(x.left) && isSizeConsistent(x.right);
    } 
    private boolean isRankConsistent() {
        for (int i = 0; i < size(); i++)
            if (i != rank(select(i))) return false;
        for (Key key : keys())
            if (key.compareTo(select(rank(key))) != 0) return false;
        return true;
    }
    private boolean is23() { return is23(root); }
    private boolean is23(Node x) {
        if (x == null) return true;
        if (isRed(x.right)) return false;
        if (x != root && isRed(x) && isRed(x.left))
            return false;
        return is23(x.left) && is23(x.right);
    } 
    private boolean isBalanced() { 
        int black = 0;     // number of black links on path from root to min
        Node x = root;
        while (x != null) {
            if (!isRed(x)) black++;
            x = x.left;
        }
        return isBalanced(root, black);
    }
    private boolean isBalanced(Node x, int black) {
        if (x == null) return black == 0;
        if (!isRed(x)) black--;
        return isBalanced(x.left, black) && isBalanced(x.right, black);
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        RedBlackBST<String, Integer> st = new RedBlackBST<String, Integer>();
        for (int i = 0; !StdIn.isEmpty(); i++) {
            String key = StdIn.readString();
            st.put(key, i);
        }
        for (String s : st.keys())
            StdOut.println(s + " " + st.get(s));
        StdOut.println();
    }
}