二叉树

概念篇

1.BST, 二叉查找树,也叫二叉搜索树、二叉排序树,Binary Search Tree

在二叉查找树中,有以下性质;

  1. 若任意节点的左子树不为空,则左子树上的所有节点的值小于它的根节点;
  2. 若右子树不为空,则右子树的所有节点大于它的根节点;
  3. 任意节点的左右子树也都是二叉查找树;
  4. 树中不存在重复值;(也可以通过链表或动态数组把数值相同的数据存储在一个节点上,或者把新插入的数据当做大于这个节点的值来处理)

二叉查找树的中序遍历一定是从小到大的。

2.AVL,平衡搜索二叉树

平衡二叉树的提出就是为了保证树不会太倾斜,尽量维持两边平衡。定义如下:

  1. 平衡二叉树要么是一棵空树
  2. 要么保证左右子树的高度之差不大于 1
  3. 子树也必须是一颗平衡二叉树

3.RBT,红黑树

转自:BST 二叉排序树,AVL 平衡二叉树,RBT 红黑树,B - 树,B + 树,B * 树

AVL 是严格平衡树,因此在增加或者删除节点的时候,根据不同情况,旋转的次数比红黑树要多;
红黑是弱平衡的,用非严格的平衡来换取增删节点时候旋转次数的降低;
所以简单说,搜索的次数远远大于插入和删除,那么选择 AVL 树,如果搜索,插入删除次数几乎差不多,应该选择 RB 树。

红黑树上每个结点内含五个域,color,key,left,right,p。如果相应的指针域没有,则设为 NIL。
一般的,红黑树,满足以下性质,即只有满足以下全部性质的树,我们才称之为红黑树:
1)每个结点要么是红的,要么是黑的。
2)根结点是黑的。
3)每个叶结点,即空结点(NIL)是黑的。
4)如果一个结点是红的,那么它的俩个儿子都是黑的。
5)对每个结点,从该结点到其子孙结点的所有路径上包含相同数目的黑结点。

最后两点证明高度差是小于两倍的;

4.Size Balanced Tree,SB 树

同一层的节点称为叔叔节点,叔叔节点的子节点为侄子节点。
SB 树的平衡性来自于,任何一个叔叔节点的节点个数,不能少于任何一个侄子节点的节点个数。

5. 各种树操作的时间复杂度对比

最后附上一张对比图(来自:https://blog.csdn.net/wuhuagu_wuhuaguo/article/details/78531650)

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