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* Retranslate Japanese code with GPT-5.4

ja/codes/ruby/chapter_tree/avl_tree.rb

@@ -0,0 +1,216 @@
+=begin
+File: avl_tree.rb
+Created Time: 2024-04-17
+Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
+=end
+
+require_relative '../utils/tree_node'
+require_relative '../utils/print_util'
+
+### AVL 木 ###
+class AVLTree
+  ### コンストラクタ ###
+  def initialize
+    @root = nil
+  end
+
+  ### 二分木の根ノードを取得 ###
+  def get_root
+    @root
+  end
+
+  ### ノードの高さを取得 ###
+  def height(node)
+    # 空ノードの高さは -1、葉ノードの高さは 0
+    return node.height unless node.nil?
+
+    -1
+  end
+
+  ### ノードの高さを更新 ###
+  def update_height(node)
+    # ノードの高さは最も高い部分木の高さ + 1 に等しい
+    node.height = [height(node.left), height(node.right)].max + 1
+  end
+
+  ### 平衡係数を取得 ###
+  def balance_factor(node)
+    # 空ノードの平衡係数は 0
+    return 0 if node.nil?
+
+    # ノードの平衡係数 = 左部分木の高さ - 右部分木の高さ
+    height(node.left) - height(node.right)
+  end
+
+  ### 右回転操作 ###
+  def right_rotate(node)
+    child = node.left
+    grand_child = child.right
+    # child を支点として node を右回転させる
+    child.right = node
+    node.left = grand_child
+    # ノードの高さを更新する
+    update_height(node)
+    update_height(child)
+    # 回転後の部分木の根ノードを返す
+    child
+  end
+
+  ### 左回転操作 ###
+  def left_rotate(node)
+    child = node.right
+    grand_child = child.left
+    # child を支点として node を左回転させる
+    child.left = node
+    node.right = grand_child
+    # ノードの高さを更新する
+    update_height(node)
+    update_height(child)
+    # 回転後の部分木の根ノードを返す
+    child
+  end
+
+  ### 回転操作を行い、この部分木の平衡を回復する ###
+  def rotate(node)
+    # ノード node の平衡係数を取得
+    balance_factor = balance_factor(node)
+    # 左部分木をたどる
+    if balance_factor > 1
+      if balance_factor(node.left) >= 0
+        # 右回転
+        return right_rotate(node)
+      else
+        # 左回転してから右回転
+        node.left = left_rotate(node.left)
+        return right_rotate(node)
+      end
+    # 右に偏った木
+    elsif balance_factor < -1
+      if balance_factor(node.right) <= 0
+        # 左回転
+        return left_rotate(node)
+      else
+        # 右回転してから左回転
+        node.right = right_rotate(node.right)
+        return left_rotate(node)
+      end
+    end
+    # 平衡木なので回転不要、そのまま返す
+    node
+  end
+
+  ### ノードを挿入 ###
+  def insert(val)
+    @root = insert_helper(@root, val)
+  end
+
+  # ## ノードを再帰的に挿入（補助メソッド）###
+  def insert_helper(node, val)
+    return TreeNode.new(val) if node.nil?
+    # 1. 挿入位置を探索してノードを挿入
+    if val < node.val
+      node.left = insert_helper(node.left, val)
+    elsif val > node.val
+      node.right = insert_helper(node.right, val)
+    else
+      # 重複ノードは挿入せず、そのまま返す
+      return node
+    end
+    # ノードの高さを更新する
+    update_height(node)
+    # 2. 回転操作を行い、部分木の平衡を回復する
+    rotate(node)
+  end
+
+  ### ノードを削除 ###
+  def remove(val)
+    @root = remove_helper(@root, val)
+  end
+
+  # ## ノードを再帰的に削除（補助メソッド）###
+  def remove_helper(node, val)
+    return if node.nil?
+    # 1. ノードを探索して削除
+    if val < node.val
+      node.left = remove_helper(node.left, val)
+    elsif val > node.val
+      node.right = remove_helper(node.right, val)
+    else
+      if node.left.nil? || node.right.nil?
+        child = node.left || node.right
+        # 子ノード数 = 0 の場合、node をそのまま削除して返す
+        return if child.nil?
+        # 子ノード数 = 1 の場合、node をそのまま削除する
+        node = child
+      else
+        # 子ノード数 = 2 の場合、中順走査の次のノードを削除し、そのノードで現在のノードを置き換える
+        temp = node.right
+        while !temp.left.nil?
+          temp = temp.left
+        end
+        node.right = remove_helper(node.right, temp.val)
+        node.val = temp.val
+      end
+    end
+    # ノードの高さを更新する
+    update_height(node)
+    # 2. 回転操作を行い、部分木の平衡を回復する
+    rotate(node)
+  end
+
+  ### ノードを検索 ###
+  def search(val)
+    cur = @root
+    # ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
+    while !cur.nil?
+      # 目標ノードは cur の右部分木にある
+      if cur.val < val
+        cur = cur.right
+      # 目標ノードは cur の左部分木にある
+      elsif cur.val > val
+        cur = cur.left
+      # 目標ノードが見つかったらループを抜ける
+      else
+        break
+      end
+    end
+    # 目標ノードを返す
+    cur
+  end
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  def test_insert(tree, val)
+    tree.insert(val)
+    puts "\nノード #{val} を挿入した後、AVL 木は"
+    print_tree(tree.get_root)
+  end
+
+  def test_remove(tree, val)
+    tree.remove(val)
+    puts "\nノード #{val} を削除した後、AVL 木は"
+    print_tree(tree.get_root)
+  end
+
+  # 空の AVL 木を初期化する
+  avl_tree = AVLTree.new
+
+  # ノードを挿入する
+  # ノード挿入後に AVL 木がどのように平衡を保つかに注目
+  for val in [1, 2, 3, 4, 5, 8, 7, 9, 10, 6]
+    test_insert(avl_tree, val)
+  end
+
+  # 重複ノードを挿入する
+  test_insert(avl_tree, 7)
+
+  # ノードを削除する
+  # ノード削除後に AVL 木がどのように平衡を保つかに注目
+  test_remove(avl_tree, 8) # 次数 0 のノードを削除する
+  test_remove(avl_tree, 5) # 次数 1 のノードを削除する
+  test_remove(avl_tree, 4) # 次数 2 のノードを削除する
+
+  result_node = avl_tree.search(7)
+  puts "\n見つかったノードオブジェクトは #{result_node}、ノードの値 = #{result_node.val}"
+end