【定义】红黑树是一种自平衡二叉查找树,它可以在O(log n)时间内做查找,插入和删除,这里的n是树中元素的数目。
红黑树属于平衡二叉树。说它不严格是因为它不是严格控制左、右子树高度或节点数之差小于等于1。
但红黑树高度依然是平均log(n),且最坏情况高度不会超过2log(n),
【两者区别】红黑树与AVL树(自平衡二叉树)的相同点与区别?
(1)红黑树和AVL树类似,都是在进行插入和删除操作时通过特定操作保持二叉查找树的平衡,从而获得较高的查找性能。
(2)红黑树和AVL树的区别在于它使用颜色来标识结点的高度,它所追求的是局部平衡而不是AVL树中的非常严格的平衡。
AVL树的复杂比起红黑树来说更加复杂。红黑树是真正的变态级数据结构。
【特性】红黑树,一种二叉查找树,但在每个结点上增加一个存储位表示结点的颜色,可以是Red或Black。
通过对任何一条从根到叶子的路径上各个结点着色方式的限制,红黑树确保没有一条路径会比其他路径长出俩倍,因而是接近平衡的。
前面说了,红黑树,是一种二叉查找树,既然是二叉查找树,那么它必满足二叉查找树的一般性质。
红黑树是通过节点分为红、黑两种颜色并根据一定的规则确保在一定程度上是平衡的,从而保证在红黑树中查找、删除、插入操作都只需要O(logk)的时间。
在STL(标准模板库)中set和multiset都是基于红黑树实现的。
(1)set、multiset采用平衡二叉树完成,set中的元素不允许重复,multiset允许重复;
(2)set、multiset不提供直接存取元素的任何函数操作;
红黑树的性质:
1) 红黑树节点要么是红节点、要么是黑节点;
2) 根节点为黑节点;
3) 叶节点(空节点)为黑节点;
4) 每个红节点的两个子节点是黑节点;
5) 对于每个节点,从该节点到其子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑节点。
红黑树的时间复杂度:
1.在一棵二叉查找树上,执行查找、插入、删除等操作的最好情况时间复杂度为O(lgn)。
因为,一棵由n个结点,随机构造的二叉查找树的高度为lgn,所以顺理成章,一般操作的执行时间为O(lgn)。
2.但若是一棵具有n个结点的线性链,则此些操作最坏情况运行时间为O(n)。
而红黑树,能保证在最坏情况下,基本的动态几何操作的时间均为O(lgn)。