Initial import
[samba] / source / ubiqx / ubi_SplayTree.c
diff --git a/source/ubiqx/ubi_SplayTree.c b/source/ubiqx/ubi_SplayTree.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..222506b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,512 @@
+/* ========================================================================== **
+ *                              ubi_SplayTree.c
+ *
+ *  Copyright (C) 1993-1998 by Christopher R. Hertel
+ *
+ *  Email: crh@ubiqx.mn.org
+ * -------------------------------------------------------------------------- **
+ *
+ *  This module implements "splay" trees.  Splay trees are binary trees
+ *  that are rearranged (splayed) whenever a node is accessed.  The
+ *  splaying process *tends* to make the tree bushier (improves balance),
+ *  and the nodes that are accessed most frequently *tend* to be closer to
+ *  the top.
+ *
+ *  References: "Self-Adjusting Binary Search Trees", by Daniel Sleator and
+ *              Robert Tarjan.  Journal of the Association for Computing
+ *              Machinery Vol 32, No. 3, July 1985 pp. 652-686
+ *
+ *    See also: http://www.cs.cmu.edu/~sleator/
+ *
+ * -------------------------------------------------------------------------- **
+ *
+ *  This library is free software; you can redistribute it and/or
+ *  modify it under the terms of the GNU Library General Public
+ *  License as published by the Free Software Foundation; either
+ *  version 2 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ *  Library General Public License for more details.
+ *
+ *  You should have received a copy of the GNU Library General Public
+ *  License along with this library; if not, write to the Free
+ *  Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+ *
+ * -------------------------------------------------------------------------- **
+ *
+ * Log: ubi_SplayTree.c,v 
+ * Revision 4.5  2000/01/08 23:26:49  crh
+ * Added ubi_trSplay() macro, which does a type cast for us.
+ *
+ * Revision 4.4  1998/06/04 21:29:27  crh
+ * Upper-cased defined constants (eg UBI_BINTREE_H) in some header files.
+ * This is more "standard", and is what people expect.  Weird, eh?
+ *
+ * Revision 4.3  1998/06/03 17:45:05  crh
+ * Further fiddling with sys_include.h.  It's now in ubi_BinTree.h which is
+ * included by all of the binary tree files.
+ *
+ * Also fixed some warnings produced by lint on Irix 6.2, which doesn't seem
+ * to like syntax like this:
+ *
+ *   if( (a = b) )
+ *
+ * The fix was to change lines like the above to:
+ *
+ *   if( 0 != (a=b) )
+ *
+ * Which means the same thing.
+ *
+ * Reminder: Some of the ubi_tr* macros in ubi_BinTree.h are redefined in
+ *           ubi_AVLtree.h and ubi_SplayTree.h.  This allows easy swapping
+ *           of tree types by simply changing a header.  Unfortunately, the
+ *           macro redefinitions in ubi_AVLtree.h and ubi_SplayTree.h will
+ *           conflict if used together.  You must either choose a single tree
+ *           type, or use the underlying function calls directly.  Compare
+ *           the two header files for more information.
+ *
+ * Revision 4.2  1998/06/02 01:29:14  crh
+ * Changed ubi_null.h to sys_include.h to make it more generic.
+ *
+ * Revision 4.1  1998/05/20 04:37:54  crh
+ * The C file now includes ubi_null.h.  See ubi_null.h for more info.
+ *
+ * Revision 4.0  1998/03/10 03:41:33  crh
+ * Minor comment changes.  The revision number is now 4.0 to match the
+ * BinTree and AVLtree modules.
+ *
+ * Revision 2.7  1998/01/24 06:37:08  crh
+ * Added a URL for more information.
+ *
+ * Revision 2.6  1997/12/23 04:01:12  crh
+ * In this version, all constants & macros defined in the header file have
+ * the ubi_tr prefix.  Also cleaned up anything that gcc complained about
+ * when run with '-pedantic -fsyntax-only -Wall'.
+ *
+ * Revision 2.5  1997/07/26 04:15:42  crh
+ * + Cleaned up a few minor syntax annoyances that gcc discovered for me.
+ * + Changed ubi_TRUE and ubi_FALSE to ubi_trTRUE and ubi_trFALSE.
+ *
+ * Revision 2.4  1997/06/03 04:42:21  crh
+ * Changed TRUE and FALSE to ubi_TRUE and ubi_FALSE to avoid causing
+ * problems.
+ *
+ * Revision 2.3  1995/10/03 22:19:07  CRH
+ * Ubisized!
+ * Also, added the function ubi_sptSplay().
+ *
+ * Revision 2.1  95/03/09  23:54:42  CRH
+ * Added the ModuleID static string and function.  These modules are now
+ * self-identifying.
+ * 
+ * Revision 2.0  95/02/27  22:34:46  CRH
+ * This module was updated to match the interface changes made to the
+ * ubi_BinTree module.  In particular, the interface to the Locate() function
+ * has changed.  See ubi_BinTree for more information on changes and new
+ * functions.
+ *
+ * The revision number was also upped to match ubi_BinTree.
+ *
+ * Revision 1.1  93/10/18  20:35:16  CRH
+ * I removed the hard-coded logical device names from the include file
+ * specifications.  CRH
+ *
+ * Revision 1.0  93/10/15  23:00:15  CRH
+ * With this revision, I have added a set of #define's that provide a single,
+ * standard API to all existing tree modules.  Until now, each of the three
+ * existing modules had a different function and typedef prefix, as follows:
+ *
+ *       Module        Prefix
+ *     ubi_BinTree     ubi_bt
+ *     ubi_AVLtree     ubi_avl
+ *     ubi_SplayTree   ubi_spt
+ *
+ * To further complicate matters, only those portions of the base module
+ * (ubi_BinTree) that were superceeded in the new module had the new names.
+ * For example, if you were using ubi_SplayTree, the locate function was
+ * called "ubi_sptLocate", but the next and previous functions remained
+ * "ubi_btNext" and "ubi_btPrev".
+ *
+ * This was not too terrible if you were familiar with the modules and knew
+ * exactly which tree model you wanted to use.  If you wanted to be able to
+ * change modules (for speed comparisons, etc), things could get messy very
+ * quickly.
+ *
+ * So, I have added a set of defined names that get redefined in any of the
+ * descendant modules.  To use this standardized interface in your code,
+ * simply replace all occurances of "ubi_bt", "ubi_avl", and "ubi_spt" with
+ * "ubi_tr".  The "ubi_tr" names will resolve to the correct function or
+ * datatype names for the module that you are using.  Just remember to
+ * include the header for that module in your program file.  Because these
+ * names are handled by the preprocessor, there is no added run-time
+ * overhead.
+ *
+ * Note that the original names do still exist, and can be used if you wish
+ * to write code directly to a specific module.  This should probably only be
+ * done if you are planning to implement a new descendant type, such as
+ * red/black trees.  CRH
+ *
+ * Revision 0.1  93/04/25  22:03:32  CRH
+ * Simply changed the <exec/types.h> #include reference the .c file to
+ * use <stdlib.h> instead.  The latter is portable, the former is not.
+ *
+ * Revision 0.0  93/04/21  23:05:52  CRH
+ * Initial version, written by Christopher R. Hertel.
+ * This module implements Splay Trees using the ubi_BinTree module as a basis.
+ *
+ * ========================================================================== **
+ */
+
+#include "ubi_SplayTree.h"  /* Header for THIS module.   */
+
+/* ========================================================================== **
+ * Static data.
+ */
+
+static char ModuleID[] = "ubi_SplayTree\n\
+\tRevision: 4.5 \n\
+\tDate: 2000/01/08 23:26:49 \n\
+\tAuthor: crh \n";
+
+
+/* ========================================================================== **
+ * Private functions...
+ */
+
+static void Rotate( ubi_btNodePtr p )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * This function performs a single rotation, moving node *p up one level
+   * in the tree.
+   *
+   *  Input:    p - a pointer to an ubi_btNode in a tree.
+   *
+   *  Output:   None.
+   *
+   *  Notes:    This implements a single rotation in either direction (left
+   *            or right).  This is the basic building block of all splay
+   *            tree rotations.
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  ubi_btNodePtr parentp;
+  ubi_btNodePtr tmp;
+  char          way;
+  char          revway;
+
+  parentp = p->Link[ubi_trPARENT];    /* Find parent. */
+
+  if( parentp )                 /* If no parent, then we're already the root. */
+    {
+    way    = p->gender;
+    revway = ubi_trRevWay(way);
+    tmp    = p->Link[(int)revway];
+
+    parentp->Link[(int)way] = tmp;
+    if( tmp )
+      {
+      tmp->Link[ubi_trPARENT] = parentp;
+      tmp->gender             = way;
+      }
+
+    tmp                   = parentp->Link[ubi_trPARENT];
+    p->Link[ubi_trPARENT] = tmp;
+    p->gender             = parentp->gender;
+    if( tmp )
+      tmp->Link[(int)(p->gender)] = p;
+
+    parentp->Link[ubi_trPARENT] = p;
+    parentp->gender             = revway;
+    p->Link[(int)revway]        = parentp;
+    }
+  } /* Rotate */
+
+static ubi_btNodePtr Splay( ubi_btNodePtr SplayWithMe )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * Move the node indicated by SplayWithMe to the root of the tree by
+   * splaying the tree.
+   *
+   *  Input:  SplayWithMe - A pointer to an ubi_btNode within a tree.
+   *
+   *  Output: A pointer to the root of the splay tree (i.e., the same as
+   *          SplayWithMe).
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  ubi_btNodePtr parent;
+
+  while( NULL != (parent = SplayWithMe->Link[ubi_trPARENT]) )
+    {
+    if( parent->gender == SplayWithMe->gender )       /* Zig-Zig */
+      Rotate( parent );
+    else
+      {
+      if( ubi_trEQUAL != parent->gender )             /* Zig-Zag */
+        Rotate( SplayWithMe );
+      }
+    Rotate( SplayWithMe );                            /* Zig */
+    } /* while */
+  return( SplayWithMe );
+  } /* Splay */
+
+/* ========================================================================== **
+ * Exported utilities.
+ */
+
+ubi_trBool ubi_sptInsert( ubi_btRootPtr  RootPtr,
+                          ubi_btNodePtr  NewNode,
+                          ubi_btItemPtr  ItemPtr,
+                          ubi_btNodePtr *OldNode )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * This function uses a non-recursive algorithm to add a new element to the
+   * splay tree.
+   *
+   *  Input:   RootPtr  -  a pointer to the ubi_btRoot structure that indicates
+   *                       the root of the tree to which NewNode is to be added.
+   *           NewNode  -  a pointer to an ubi_btNode structure that is NOT
+   *                       part of any tree.
+   *           ItemPtr  -  A pointer to the sort key that is stored within
+   *                       *NewNode.  ItemPtr MUST point to information stored
+   *                       in *NewNode or an EXACT DUPLICATE.  The key data
+   *                       indicated by ItemPtr is used to place the new node
+   *                       into the tree.
+   *           OldNode  -  a pointer to an ubi_btNodePtr.  When searching
+   *                       the tree, a duplicate node may be found.  If
+   *                       duplicates are allowed, then the new node will
+   *                       be simply placed into the tree.  If duplicates
+   *                       are not allowed, however, then one of two things
+   *                       may happen.
+   *                       1) if overwritting *is not* allowed, this
+   *                          function will return FALSE (indicating that
+   *                          the new node could not be inserted), and
+   *                          *OldNode will point to the duplicate that is
+   *                          still in the tree.
+   *                       2) if overwritting *is* allowed, then this
+   *                          function will swap **OldNode for *NewNode.
+   *                          In this case, *OldNode will point to the node
+   *                          that was removed (thus allowing you to free
+   *                          the node).
+   *                          **  If you are using overwrite mode, ALWAYS  **
+   *                          ** check the return value of this parameter! **
+   *                 Note: You may pass NULL in this parameter, the
+   *                       function knows how to cope.  If you do this,
+   *                       however, there will be no way to return a
+   *                       pointer to an old (ie. replaced) node (which is
+   *                       a problem if you are using overwrite mode).
+   *
+   *  Output:  a boolean value indicating success or failure.  The function
+   *           will return FALSE if the node could not be added to the tree.
+   *           Such failure will only occur if duplicates are not allowed,
+   *           nodes cannot be overwritten, AND a duplicate key was found
+   *           within the tree.
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  ubi_btNodePtr OtherP;
+
+  if( !(OldNode) )
+    OldNode = &OtherP;
+
+  if( ubi_btInsert( RootPtr, NewNode, ItemPtr, OldNode ) )
+    {
+    RootPtr->root = Splay( NewNode );
+    return( ubi_trTRUE );
+    }
+
+  /* Splay the unreplacable, duplicate keyed, unique, old node. */
+  RootPtr->root = Splay( (*OldNode) );
+  return( ubi_trFALSE );
+  } /* ubi_sptInsert */
+
+ubi_btNodePtr ubi_sptRemove( ubi_btRootPtr RootPtr, ubi_btNodePtr DeadNode )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * This function removes the indicated node from the tree.
+   *
+   *  Input:   RootPtr  -  A pointer to the header of the tree that contains
+   *                       the node to be removed.
+   *           DeadNode -  A pointer to the node that will be removed.
+   *
+   *  Output:  This function returns a pointer to the node that was removed
+   *           from the tree (ie. the same as DeadNode).
+   *
+   *  Note:    The node MUST be in the tree indicated by RootPtr.  If not,
+   *           strange and evil things will happen to your trees.
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  ubi_btNodePtr p;
+
+  (void)Splay( DeadNode );                  /* Move dead node to root.        */
+  if( NULL != (p = DeadNode->Link[ubi_trLEFT]) )
+    {                                       /* If left subtree exists...      */
+    ubi_btNodePtr q = DeadNode->Link[ubi_trRIGHT];
+
+    p->Link[ubi_trPARENT] = NULL;           /* Left subtree node becomes root.*/
+    p->gender             = ubi_trPARENT;
+    p                     = ubi_btLast( p );  /* Find rightmost left node...  */
+    p->Link[ubi_trRIGHT]  = q;                /* ...attach right tree.        */
+    if( q )
+      q->Link[ubi_trPARENT] = p;
+    RootPtr->root   = Splay( p );           /* Resplay at p.                  */
+    }
+  else
+    {
+    if( NULL != (p = DeadNode->Link[ubi_trRIGHT]) )
+      {                               /* No left, but right subtree exists... */
+      p->Link[ubi_trPARENT] = NULL;         /* Right subtree root becomes...  */
+      p->gender       = ubi_trPARENT;       /* ...overall tree root.          */
+      RootPtr->root   = p;
+      }
+    else
+      RootPtr->root = NULL;                 /* No subtrees => empty tree.     */
+    }
+
+  (RootPtr->count)--;                       /* Decrement node count.          */
+  return( DeadNode );                       /* Return pointer to pruned node. */
+  } /* ubi_sptRemove */
+
+ubi_btNodePtr ubi_sptLocate( ubi_btRootPtr RootPtr,
+                             ubi_btItemPtr FindMe,
+                             ubi_trCompOps CompOp )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * The purpose of ubi_btLocate() is to find a node or set of nodes given
+   * a target value and a "comparison operator".  The Locate() function is
+   * more flexible and (in the case of trees that may contain dupicate keys)
+   * more precise than the ubi_btFind() function.  The latter is faster,
+   * but it only searches for exact matches and, if the tree contains
+   * duplicates, Find() may return a pointer to any one of the duplicate-
+   * keyed records.
+   *
+   *  Input:
+   *     RootPtr  -  A pointer to the header of the tree to be searched.
+   *     FindMe   -  An ubi_btItemPtr that indicates the key for which to
+   *                 search.
+   *     CompOp   -  One of the following:
+   *                    CompOp     Return a pointer to the node with
+   *                    ------     ---------------------------------
+   *                   ubi_trLT - the last key value that is less
+   *                              than FindMe.
+   *                   ubi_trLE - the first key matching FindMe, or
+   *                              the last key that is less than
+   *                              FindMe.
+   *                   ubi_trEQ - the first key matching FindMe.
+   *                   ubi_trGE - the first key matching FindMe, or the
+   *                              first key greater than FindMe.
+   *                   ubi_trGT - the first key greater than FindMe.
+   *  Output:
+   *     A pointer to the node matching the criteria listed above under
+   *     CompOp, or NULL if no node matched the criteria.
+   *
+   *  Notes:
+   *     In the case of trees with duplicate keys, Locate() will behave as
+   *     follows:
+   *
+   *     Find:  3                       Find: 3
+   *     Keys:  1 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4   Keys: 1 1 2 2 2 4 4 5 5 5 6
+   *                  ^ ^         ^                   ^ ^
+   *                 LT EQ        GT                 LE GE
+   *
+   *     That is, when returning a pointer to a node with a key that is LESS
+   *     THAN the target key (FindMe), Locate() will return a pointer to the
+   *     LAST matching node.
+   *     When returning a pointer to a node with a key that is GREATER
+   *     THAN the target key (FindMe), Locate() will return a pointer to the
+   *     FIRST matching node.
+   *
+   *  See Also: ubi_btFind(), ubi_btFirstOf(), ubi_btLastOf().
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  ubi_btNodePtr p;
+
+  p = ubi_btLocate( RootPtr, FindMe, CompOp );
+  if( p )
+    RootPtr->root = Splay( p );
+  return( p );
+  } /* ubi_sptLocate */
+
+ubi_btNodePtr ubi_sptFind( ubi_btRootPtr RootPtr,
+                           ubi_btItemPtr FindMe )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * This function performs a non-recursive search of a tree for any node
+   * matching a specific key.
+   *
+   *  Input:
+   *     RootPtr  -  a pointer to the header of the tree to be searched.
+   *     FindMe   -  a pointer to the key value for which to search.
+   *
+   *  Output:
+   *     A pointer to a node with a key that matches the key indicated by
+   *     FindMe, or NULL if no such node was found.
+   *
+   *  Note:   In a tree that allows duplicates, the pointer returned *might
+   *          not* point to the (sequentially) first occurance of the
+   *          desired key.  In such a tree, it may be more useful to use
+   *          ubi_sptLocate().
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  ubi_btNodePtr p;
+
+  p = ubi_btFind( RootPtr, FindMe );
+  if( p )
+    RootPtr->root = Splay( p );
+  return( p );
+  } /* ubi_sptFind */
+
+void ubi_sptSplay( ubi_btRootPtr RootPtr,
+                   ubi_btNodePtr SplayMe )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   *  This function allows you to splay the tree at a given node, thus moving
+   *  the node to the top of the tree.
+   *
+   *  Input:
+   *     RootPtr  -  a pointer to the header of the tree to be splayed.
+   *     SplayMe  -  a pointer to a node within the tree.  This will become
+   *                 the new root node.
+   *  Output: None.
+   *
+   *  Notes:  This is an uncharacteristic function for this group of modules
+   *          in that it provides access to the internal balancing routines,
+   *          which would normally be hidden.
+   *          Splaying the tree will not damage it (assuming that I've done
+   *          *my* job), but there is overhead involved.  I don't recommend
+   *          that you use this function unless you understand the underlying
+   *          Splay Tree principles involved.
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  RootPtr->root = Splay( SplayMe );
+  } /* ubi_sptSplay */
+
+int ubi_sptModuleID( int size, char *list[] )
+  /* ------------------------------------------------------------------------ **
+   * Returns a set of strings that identify the module.
+   *
+   *  Input:  size  - The number of elements in the array <list>.
+   *          list  - An array of pointers of type (char *).  This array
+   *                  should, initially, be empty.  This function will fill
+   *                  in the array with pointers to strings.
+   *  Output: The number of elements of <list> that were used.  If this value
+   *          is less than <size>, the values of the remaining elements are
+   *          not guaranteed.
+   *
+   *  Notes:  Please keep in mind that the pointers returned indicate strings
+   *          stored in static memory.  Don't free() them, don't write over
+   *          them, etc.  Just read them.
+   * ------------------------------------------------------------------------ **
+   */
+  {
+  if( size > 0 )
+    {
+    list[0] = ModuleID;
+    if( size > 1 )
+      return( 1 + ubi_btModuleID( --size, &(list[1]) ) );
+    return( 1 );
+    }
+  return( 0 );
+  } /* ubi_sptModuleID */
+
+/* ================================ The End ================================= */
+