• 数据结构 红黑树


      作为二叉排序树,红黑树具有如下5个性质:

      1 所有结点的颜色是红色或者黑色。

      2 根结点是黑色。

      3 每个红色结点的孩子结点必须是黑色。

      4 所有的叶子结点(包含NULL)是黑色。

      5 从任意结点出发,到其所有叶子结点的简单路径上都包含相同数量的黑色结点。

     

      它确保没有一条路径会比其他路径长1倍。因此,红黑树是相对接近平衡的二叉树,时间复杂度是O(log2n)。

      插入的新结点是红色,删除时根据当前结点进行调整。调整时红色上移,黑色下移,以改变颜色的最高点作为支点进行旋转,旋转方向与红色移动方向相同。每次旋转都需要更新根结点。

      注:三角形表示子树,x是当前结点即当前待处理的结点,xp是父结点,xpr是父结点的右孩子,sl是xpr的左孩子,sr是xpr的右孩子,xpp是爷爷结点,xppr是爷爷结点的右孩子。

      插入的5种情况(省略示意图的对称情况,下同)如下:

      1 父结点为空

      当前结点设为黑色并作为根结点返回。

      

      2 父结点为黑色

      当前结点设为父结点的孩子结点,父结点设为当前结点的父结点。

      

      3 父结点为红色

      3.1 父结点的兄弟结点存在且为红色(父结点是爷爷结点的左孩子)

      

      3.2 当前结点是父结点的左孩子

      

      3.3 当前结点是父结点的右孩子

      

      删除的8种情况如下:

      1 当前结点为空或根结点

      不需要调整。

      2 父结点为空

      当前结点设为黑色并作为根结点返回。

      3 当前结点是红色

      当前结点设为黑色。

      4 当前结点(黑色—隐藏的默认条件)是父结点的左孩子

      4.1 父结点的右孩子存在并且为红色

      

      4.2 不存在兄弟结点

      父结点设为当前结点,并从情况1开始迭代。

      4.3 兄弟结点的左右孩子都为黑色(空结点为黑色)

      

      4.4 兄弟结点的孩子结点中至少有一个是红色

      4.4.1 兄弟结点的右孩子为黑色

      

      4.4.2 兄弟结点的右孩子为红色

      

       

      参考资料

           平衡二叉树 之 红黑树

      红黑树(一)之 原理和算法详细介绍

      什么是红黑树

      红黑树(RBTree)的插入算法以及如何测试一棵树是否是红黑树?(详细图解说明)

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