【算法】通过TreeMap理解红黑树】的更多相关文章

本文以Java TreeMap为例,从源代码层面,结合详细的图解,剥茧抽丝地讲解红黑树(Red-Black tree)的插入,删除以及由此产生的调整过程. 总体介绍 Java TreeMap实现了SortedMap接口,也就是说会按照key的大小顺序对Map中的元素进行排序,key大小的评判可以通过其本身的自然顺序(natural ordering),也可以通过构造时传入的比较器(Comparator). TreeMap底层通过红黑树(Red-Black tree)实现,也就意味着contain…
Java集合详解6:TreeMap和红黑树 初识TreeMap 之前的文章讲解了两种Map,分别是HashMap与LinkedHashMap,它们保证了以O(1)的时间复杂度进行增.删.改.查,从存储角度考虑,这两种数据结构是非常优秀的.另外,LinkedHashMap还额外地保证了Map的遍历顺序可以与put顺序一致,解决了HashMap本身无序的问题. 尽管如此,HashMap与LinkedHashMap还是有自己的局限性----它们不具备统计性能,或者说它们的统计性能时间复杂度并不是很好才…
一, 红黑树所处数据结构的位置: 在JDK源码中, 有treeMap和JDK8的HashMap都用到了红黑树去存储 红黑树可以看成B树的一种: 从二叉树看,红黑树是一颗相对平衡的二叉树 二叉树-->搜索二叉树-->平衡搜索二叉树--> 红黑树 从N阶树看,红黑树就是一颗 2-3-4树 N阶树-->B(B-)树 故我提取出了红黑树部分的源码,去说明红黑树的理解 看之前,理解红黑树的几个特性,后面的操作都是为了让树符合红黑树的这几个特性,从而满足对查找效率的O(logn) 二,红黑树特…
找了几个分析比较到位的,不再重复写了…… Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例 [Java集合源码剖析]TreeMap源码剖析 java源码分析之TreeMap基础篇 关于红黑树: Java数据结构和算法(十一)——红黑树 [数据结构与算法]二叉排序树C实现(含完整源码) 红黑树(一)之 原理和算法详细介绍 (注意:此博客中图是错的)…
前言 本篇将结合JDK1.6的TreeMap源码,来一起探索红-黑树的奥秘.红黑树是解决二叉搜索树的非平衡问题. 当插入(或者删除)一个新节点时,为了使树保持平衡,必须遵循一定的规则,这个规则就是红-黑规则: 1) 每个节点不是红色的就是黑色的 2) 根总是黑色的 3) 如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之倒不一定必须为真) 4) 从跟到叶节点或者空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点 插入一个新节点 红-黑树的插入过程和普通的二叉搜索树基本一致:从跟朝插入点位置走,在每个节…
前言 本篇将结合JDK1.6的TreeMap源码,来一起探索红-黑树的奥秘.红黑树是解决二叉搜索树的非平衡问题. 当插入(或者删除)一个新节点时,为了使树保持平衡,必须遵循一定的规则,这个规则就是红-黑规则: 1) 每个节点不是红色的就是黑色的 2) 根总是黑色的 3) 如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之倒不一定必须为真) 4) 从跟到叶节点或者空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点 插入一个新节点 红-黑树的插入过程和普通的二叉搜索树基本一致:从跟朝插入点位置走,在每个节…
上一篇博客我们介绍了二叉搜索树,二叉搜索树对于某个节点而言,其左子树的节点关键值都小于该节点关键值,右子树的所有节点关键值都大于该节点关键值.二叉搜索树作为一种数据结构,其查找.插入和删除操作的时间复杂度都为O(logn),底数为2.但是我们说这个时间复杂度是在平衡的二叉搜索树上体现的,也就是如果插入的数据是随机的,则效率很高,但是如果插入的数据是有序的,比如从小到大的顺序[10,20,30,40,50]插入到二叉搜索树中: 从大到小就是全部在左边,这和链表没有任何区别了,这种情况下查找的时间复…
介绍 红黑树是一种特殊的平衡二叉树(AVL),可以保证在最坏的情况下,基本动态集合操作的时间复杂度为O(logn).因此,被广泛应用于企业级的开发中. 红黑树的性质 在一棵红黑树中,其每个结点上增加了一个存储位(属性color)来表示结点的颜色,且颜色只能是red or black.通过对任何一条从根到叶子的简单路径上各个结点的颜色进行约束,红黑树确保没有一条路径会比其他路径长出2倍,因而是近似于平衡的. 树中每个结点包含5个属性:color.val.lchild.rchild和p(可选).如果…
1. HashMap.Entry(红黑树节点) private static final boolean RED = false; private static final boolean BLACK = true; static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { K key; // 键 V value; // 值 Entry<K,V> left; // 左孩子 Entry<K,V> rig…
2-3树:插入变成2个节点正常插,变成3个节点就要提升中间节点和分裂子节点,满足:要么没有子节点,要么2个子节点,要么3个子节点. 2-3-4树:插入变成2个不动,插入变成3个不动,插入变成4个提升原来中间节点和分裂子节点,满足:要么没有子节点,要么2个子节点,要么3个子节点,要么4个子节点. 2节点黑色,3节点左倾和右倾,4节点上黑下2红. 左倾2-3树:2节点黑色,3节点左下红右上黑. 红黑树插入和2-3-4树的对应关系: 先插入10再插入12,所以是右倾. 先提升12分裂10和14,所以1…
TreeMap: http://blog.csdn.net/tobeandnottobe/article/details/7232664 红黑树: http://blog.chinaunix.net/uid-26575352-id-3061918.html 其实红黑树最重要的是: 性质1. 节点是红色或黑色. 性质2. 根是黑色. 性质3. 所有叶子都是黑色(叶子是NIL节点). 性质4. 每个红色节点必须有两个黑色的子节点.(从每个叶子到根的所有路径上不能有两个连续的红色节点.) 性质5. 从…
1. 定义 红黑树也是二叉查找树,我们知道,二叉查找树这一数据结构并不难,而红黑树之所以难是难在它是自平衡的二叉查找树,在进行插入和删除等可能会破坏树的平衡的操作时,需要重新自处理达到平衡状态.红黑树是一种含有红黑结点并能自平衡的二叉查找树,又称黑色完美平衡. 动画演示:https://rbtree.phpisfuture.com/ 2. 节点称呼 3. 性质 每个节点要么是黑色,要么是红色. 根节点一定是黑色. 每个叶子节点(nil或null)都是黑色的. 每个红节点的两个子节点一定是黑色的.…
 题目 红黑树 解决代码及点评 // 红黑树.cpp : 定义控制台应用程序的入口点. // #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef int key_t; typedef int data_t; typedef enum color_t { RED = 0, BLACK = 1 }color_t; typedef struct rb_node_t { struct rb_…
public class RBTree<K extends Comparable<K>, V> { public static boolean RED = true; public static boolean BLACK = false; public Node root; class Node { K key; V val; Node left, right; boolean color; int size;//高度 Node(K key, V val, boolean col…
Java提高篇(二七)-----TreeMap TreeMap的实现是红黑树算法的实现,所以要了解TreeMap就必须对红黑树有一定的了解,其实这篇博文的名字叫做:根据红黑树的算法来分析TreeMap的实现,但是为了与Java提高篇系列博文保持一致还是叫做TreeMap比较好.通过这篇博文你可以获得如下知识点: 1.红黑树的基本概念. 2.红黑树增加节点.删除节点的实现过程. 3.红黑树左旋转.右旋转的复杂过程. 4.Java 中TreeMap是如何通过put.deleteEntry两个来实现红…
红黑树是一种自平衡二叉查找树(binary search tree,BST),红黑树是一种比较复杂的数据结构,红黑树查找.插入.删除元素的时间复杂度为O(log n),n是树中元素的数目.文章的要讲的知识点如下: 一.红黑树的基本介绍 红黑树插入节点 红黑树删除节点 二.红黑树应用实例:Jdk中的TreeMap 一.红黑树的基本介绍 二叉查找树(binary search tree,BST,也称排序二叉树)虽然可以快速检索,但在最坏的情况下:如果插入的节点集本身就是有序的,要么是由小到大排列,要…
目录 Java集合(1)一 集合框架 Java集合(2)一 ArrayList 与 LinkList Java集合(3)一 红黑树.TreeMap与TreeSet(上) Java集合(4)一 红黑树.TreeMap与TreeSet(下) Java集合(5)一 HashMap与HashSet 引言 在系列的第一篇文章中说过Map<K,V>接口与Set<E>接口,Set<E>接口定义了一组不能添加重复元素的集,不能通过索引来访问的集:Map<K,V>接口定义了从…
前面我们学习二叉搜索树的时候发如今一些情况下其高度不是非常均匀,甚至有时候会退化成一条长链,所以我们引用一些"平衡"的二叉搜索树.红黑树就是一种"平衡"的二叉搜索树,它通过在每一个结点附加颜色位和路径上的一些约束条件能够保证在最坏的情况下基本动态集合操作的时间复杂度为O(nlgn).以下会总结红黑树的性质,然后分析红黑树的插入操作,并给出一份完整代码. 先给出红黑树的结点定义: #define RED 1 #define BLACK 0 ///红黑树结点定义,与普通…
红黑树规则: 1.每个节点要么是红色,要么是黑色 2.根节点都是黑色节点 3.每个叶节点是黑色节点 3.每个红色节点的两个子节点都是黑色节点,反之,不做要求,换句话说就是不能有连续两个红色节点 4.从任意节点到所有叶子节点上的黑色节点数量是相同的 一般对红黑树的讲述都是先给出这样的定义,这样想对不太容易理解的,而在算法4一书中,直接跳过这些规则,而讲述了红黑树与2-3树的等价性.如果我们先了解2-3树,理解了红黑树与2-3树之间的关系,再来看这些规则,就容易理解了 2-3树: 2-3树满足二分搜…
红黑树 1.红黑树介绍 年写的一篇论文中获得的.它是复杂的,但它的操作有着良好的最坏情况运行时间,并且在实践中是高效的: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. 2.这篇文章的意义 我写这篇文章,是因为听到大家说,红黑树不好理解,并且写代码的时候调试不太方便.对于增删查改其中的两种操作插入和删除来说,调试的结果看起来特别不方便,因为我们看不到图,只是看到了树的某种遍历,然后根据其顺序再在纸上将其画出来.我现在就是要用canvas将其画出来,方便大家理解红黑树的…
欢迎关注我的公众号"彤哥读源码",查看更多源码系列文章, 与彤哥一起畅游源码的海洋. 简介 TreeMap使用红黑树存储元素,可以保证元素按key值的大小进行遍历. 继承体系 TreeMap实现了Map.SortedMap.NavigableMap.Cloneable.Serializable等接口. SortedMap规定了元素可以按key的大小来遍历,它定义了一些返回部分map的方法. public interface SortedMap<K,V> extends Ma…
概述:本文从排序二叉树作为引子,讲解了红黑树,最后把红黑树和AVL树做了一个比较全面的对比. 1 排序二叉树 排序二叉树是一种特殊结构的二叉树,可以非常方便地对树中所有节点进行排序和检索. 排序二叉树要么是一棵空二叉树,要么是具有下列性质的二叉树: ? 若它的左子树不空,则左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值: ? 若它的右子树不空,则右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值: ? 它的左.右子树也分别为排序二叉树. 下图显示了一棵排序二叉树:   对排序二叉树,若按中序遍历就可以得到由小到…
R-B Tree简介 R-B Tree,全称是Red-Black Tree,又称为“红黑树”,它一种特殊的二叉查找树.红黑树的每个节点上都有存储位表示节点的颜色,可以是红(Red)或黑(Black). 红黑树的特性:(1)每个节点或者是黑色,或者是红色.(2)根节点是黑色.(3)每个叶子节点(NIL)是黑色. [注意:这里叶子节点,是指为空(NIL或NULL)的叶子节点!](4)如果一个节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的.(5)从一个节点到该节点的子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑节点.…
作者:美团点评技术团队 链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/24367771 来源:知乎 著作权归作者所有.商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处. 红黑树是平衡二叉查找树的一种.为了深入理解红黑树,我们需要从二叉查找树开始讲起. BST 二叉查找树(Binary Search Tree,简称BST)是一棵二叉树,它的左子节点的值比父节点的值要小,右节点的值要比父节点的值大.它的高度决定了它的查找效率. 在理想的情况下,二叉查找树增删查改的时间复杂度为O(l…
​ 前言 众所周知,红黑树是非常经典,也很非常重要的数据结构,自从1972年被发明以来,因为其稳定高效的特性,40多年的时间里,红黑树一直应用在许多系统组件和基础类库中,默默无闻的为我们提供服务,身边有很多同学经常问红黑树是怎么实现的,所以在这里想写一篇文章简单和大家聊聊下红黑树 小编看过很多讲红黑树的文章,都不是很容易懂,主要也是因为完整的红黑树很复杂,想通过一篇文章来说清楚实在很难,所以在这篇文章中我想尽量用通俗口语化的语言,再结合 Robert Sedgewick 在<算法>中的改进的版…
红黑树一直是数据结构中的难点,大部分关于算法与数据结构的学习资料(包括<算法导论>)对于这部分的讲解都是上来就下定义,告诉我们红黑树这个性质那个性质,插入删除要注意1234点,但是基本没有讲为什么这样定义红色和黑色,让人理解起来十分费力.直到我看了下图这本书中关于红黑树部分的讲解,一时间豁然开朗,上网查了下这本书的作者Sedgewick,他是伟大的高德纳的学生!红黑树的发明者! 他在这本书中告诉了我们红黑树的根本模型:以二叉树的形式实现2-3树,通过红黑树与2-3树之间的一一对应,让我们对红黑…
概要 红黑树在日常的使用中比较常用,例如Java的TreeMap和TreeSet,C++的STL,以及Linux内核中都有用到.之前写过一篇文章专门介绍红黑树的理论知识,本文将给出红黑数的C语言的实现代码,后序章节再分别给出C++和Java版本的实现.还是那句话,三种实现原理相同,择其一了解即可:若文章有错误或不足的地方,望不吝指出! 目录1. 红黑树的介绍2. 红黑树的C实现(代码说明)3. 红黑树的C实现(完整源码)4. 红黑树的C测试程序 转载请注明出处:http://www.cnblog…
LLRB——红黑树的现代实现 一.本文内容 以一种简明易懂的方式介绍红黑树背后的逻辑实现2-3-4树,以及红黑树的插入.删除操作,重点在2-3-4树与红黑树的对应关系上,并理清红黑树相关操作的来龙去脉.抛弃以往复杂的实现,而分析红黑树的一种简单实现LLRB.     二.算法应用 红黑树,给人以强烈的第一听觉冲击力——红与黑,好像很高端的感觉.事实上的确如此,红黑树是一种高级数据结构,在C++.Java的标准库里作为set.map的底层数据结构实现,以及linux中进程的公平调度.     三.…
在线演示地址:http://sandbox.runjs.cn/show/2nngvn8w 有点遗憾,本想实现个很棒的功能,就是红黑树每次“变形”的时候,做个“快照”,“变形”了几次就“快照”几次.方便理解红黑树的运作原理.在把“快照”保存到数组的时候,发现全是深拷贝,也就是所有“快照”都是最后那一步.想到一个笨解决方案,但是会对红黑树的算法代码污染严重.所以放弃了,以后有机会再加上吧. 代码下载:http://files.cnblogs.com/files/bbvi/RedBlackBinary…
背景: 在JDK源码中, 有treeMap和JDK8的HashMap都用到了红黑树去存储 红黑树可以看成B树的一种: 二叉树-->搜索二叉树-->平衡搜索二叉树-->B树--> 红黑树 故我提取出了红黑树部分的源码,去说明红黑树的理解 看之前,理解红黑树的几个特性,后面的操作都是为了让搜索二X树符合红黑树的这几个特性,从而满足对查找效率的O(logn) 红黑树特效 1,根和叶子节点都是黑色的 2,不能有有连续两个红色的节点 3, 从任一节点到它所能到达得叶子节点的所有简单路径都包含…