#include <iostream>

using namespace std;

enum Color{
	RED,
	BLACK,
};

template <class K,class V>
struct RBTreeNode
{
	K _key;
	V _value;
	RBTreeNode* _left;
	RBTreeNode* _right;
	RBTreeNode* _parent;
	Color _color;

	RBTreeNode(const K& key, const V& value)
		:_key(key)
		, _value(value)
		, _left(NULL)
		, _right(NULL)
		, _parent(NULL)
		, _color(RED)
	{}
};

template <class K,class V>

class RBTree
{
public:
	typedef RBTreeNode<K, V> Node;

	RBTree()
		:_root(NULL)
	{}

	bool Insert(const K& key, const V& value)
	{
		if (_root == NULL)
		{
			_root = new Node(key,value);
			_root->_color = BLACK;
			return true;
		}

		Node* cur = _root, *prev = NULL;

		while (cur)
		{
			if (cur->_key < key)
			{
				prev = cur;
				if (cur->_right){
					cur = cur->_right;
				}
				else
				{
					cur->_right = new Node(key, value);
					cur = cur->_right;
					cur->_parent = prev;
					break;
				}
			}
			else if (cur->_key>key)
			{
				prev = cur;
				if (cur->_left){
					cur = cur->_left;
				}
				else
				{
					cur->_left = new Node(key, value);
					cur = cur->_left;
					cur->_parent = prev;
					break;
				}
			}
			else
				return false;
		}
		Node* gf = prev->_parent;

		while (gf)
		{
			if (prev->_color == BLACK)
				break;
			Node* uc = NULL;
			if (prev == gf->_left)
				uc = gf->_right;
			else
				uc = gf->_left;
			if (uc == NULL||uc->_color==BLACK)
			{
				//單旋
				if (prev == gf->_left&&cur == prev->_left){//右旋
					RotateR(prev, gf);
					prev->_color = BLACK;
					gf->_color = RED;
				}
				else if (prev == gf->_right&&cur == prev->_right){//左旋
					RotateL(prev, gf);
					prev->_color = BLACK;
					gf->_color = RED;
				}
				//雙旋
				else if (prev == gf->_right&&cur == prev->_left)//右左旋
				{
					RotateR(cur,prev);
					RotateL(prev,gf);
					prev->_color = BLACK;
					gf->_color = RED;
				}
				else//左右旋
				{
					RotateL(cur, prev);
					RotateR(prev, gf);
					prev->_color = BLACK;
					gf->_color = RED;
				}
			}
			else
			{
				prev->_color = BLACK;
				uc->_color = BLACK;
				if (gf == _root)
					return true;
				gf->_color = RED;
				cur = gf;
				prev = cur->_parent;
				gf = prev->_parent;
			}
		}
		return true;

	}

	void RotateR(Node* subL,Node* parent)
	{
		Node* ppNode = parent->_parent;
		Node* subLR = subL->_right;

		subL->_right = parent;
		parent->_left = subLR;
		if (subLR)
			subLR->_parent = parent;
		if (ppNode){
			subL->_parent = ppNode;
			if (ppNode->_left == parent)
				ppNode->_left = subL;
			else
				ppNode->_right = subL;
		}
		else
			_root = subL;

	}
	void RotateL(Node* subR, Node* parent)
	{
		Node* ppNode = parent->_parent;
		Node* subRL = subR->_left;

		subR->_left = parent;
		parent->_right = subRL;
		if (subRL)
			subRL->_parent = parent;
		if (ppNode){
			subR->_parent = ppNode;
			if (ppNode->_left == parent)
				ppNode->_left = subR;
			else
				ppNode->_right = subR;
		}
		else
			_root = subR;
	}

	bool Remove(const K& key)
	{
	}

	bool IsBalance()//是否平衡
	{
		if (_root == NULL)
			return true;
		int num = 0;
		Node* tmp = _root;
		while (tmp)
		{
			if (tmp->_color == BLACK)
				num++;
			tmp = tmp->_left;
		}
		return _IsBalance(_root,num);
	}

	

private:
	Node* _root;
	bool _IsBalance(Node* root, int num)
	{
		if (root == NULL)
			return true;
		if (root->_color == BLACK)
			num--;
		if (root->_color == RED){
			if (root->_left&&root->_left->_color == RED || root->_right&&root->_right->_color == RED)
			{
				cout << "color not balance! key:" << root->_key << endl;
				return false;
			}
		}
		if (root->_left == NULL&&root->_right == NULL)
		{
			if (num == 0)
				return true;
			else
			{
				cout << "num not balance! key:" << root->_key << endl;
				return false;
			}
		}

		return _IsBalance(root->_left, num) && _IsBalance(root->_right, num);
	}
};

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