红黑树和平衡二叉树有关系吗_什么叫完全二叉树

红黑树和平衡二叉树有关系吗_什么叫完全二叉树数据结构:什么是红黑树?为什么要用红黑树?本篇主要谈谈对红黑树的理解,大家都晓得JDK8中的hashmap底层是数组+链表+红黑树实现的,当面试官问你:为

数据结构:什么是红黑树?为什么要用红黑树?   本篇主要谈谈对红黑树的理解,大家都晓得JDK8中的hashmap底层是数组+链表+红黑树实现的,当面试官问你:为啥要加上红黑树实现呢??   那我们首先从概念来了解一下:   一、什么是红黑树?   红黑树是一个接近平衡的二叉查找树,也就是说二叉查找树的特性红黑树应该都具备,那么具备哪些特性呢? 左子树小于根节点右子树大于根节点左右子树也分别为二叉查找树   换句话就是有序的。那么有什么优点呢?   
在这里插入图片描述   比如我要插入2,该怎么插入呢?   和5比较,<5,到左侧;和3比较,<3到左侧;和1比较,>1,到1的右侧;   比如查询1呢?该如何查询?其实一思考,查询的过程和插入的过程是一样的,其实也就是二分查找的思想。所查询的次数也就是树的高度。其时间复杂度为logn.   那问题来了,什么是红黑树呢?我们如上举例是一个平衡的二叉树,因为根节点是5。但是当有一个诸如这样的序列:1,4,5,7,8,9那么这个二叉树会变成什么样?   
在这里插入图片描述   那么时间复杂度就变成了O(N),当数据量足够大的情况下,那速度就可想而知。   所以我们便衍生出了红黑树,一个自平衡的二叉树,除了具备二叉树的特性,还具备以下特性: 每个结点不是红色就是黑色不可能有两个红色结点相连,每个叶子都是空的黑结点(null),不存储数据根节点都是黑色root每个结点,从该结点到其可达叶子结点的所有路径,都包含相同数目的黑色结点   
在这里插入图片描述   当插入或者删除的时候,红黑树的规则可能就会被打破,那么就得做出一些调整,去维持这些规则。   二、基本操作   1、变色(黑变红,红变黑)   要求: 父节点是红色;叔父节点也是红色;   变更: 将父节点和叔父节点变为黑色;爷爷节点变为红色;把指针指向爷爷节点,变为下一步要操作的结点;   
在这里插入图片描述   6是想要插入的数值,发现父和叔节点都是红色,则采用变色处理:   
在这里插入图片描述   2、左旋   要求: 当前父节点是红色;叔父节点是黑色;当前的结点是右子树;指针变化到父节点(未旋转之前的父节点)   
在这里插入图片描述   上一步已经把指针指向了爷爷节点,我们发现12这个爷爷节点符合左旋的规则,所以进行左旋。   12的父结点变为自己的左结点,自己的左结点给了父节点作为他的右结点。如下图:   
在这里插入图片描述   3、右旋   要求 当前父节点是红色;叔父节点是黑色;当前的结点是左子树;以爷爷节点右旋;   变更 父节点变为黑色;爷爷变为红色;   如上例子还未到平衡二叉树,左旋完成之后,将结点指向了操作结点5。5的父节点是红色,叔父节点是黑色,且5是左子树,满足右旋,将爷爷节点变为红色,父节点变为红色,移动位置,如下图:   
在这里插入图片描述   如上则完成了红黑树的要求。整个变更流程如下图,   
在这里插入图片描述   分析下来,通过插入一个节点对于红黑树的基本操作有了一个基本的了解。所以其时间复杂度都是接近于logn。   三、为何要用红黑树?   最熟悉的用红黑树的地方就是jdk8对应的hashmap,红黑树其实也是采用的二分法,相比于二叉查找树,可以避免单一链表,腿脚部分的特殊情况的出现。最坏的情况,时间复杂度也就是接近logn。同样的道理,这也是为何不用数组+链表,而又加入了红黑树的原因,也是为了避免链表过长,降低了效率。那为何不直接用红黑树呢?还得加上链表?因为红黑树需要进行左旋,右旋操作, 而单链表不需要。

2024最新激活全家桶教程,稳定运行到2099年,请移步至置顶文章:https://sigusoft.com/99576.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。 文章由激活谷谷主-小谷整理,转载请注明出处:https://sigusoft.com/59214.html

(0)
上一篇 2024年 8月 30日 下午1:04
下一篇 2024年 8月 30日

相关推荐

关注微信