關於紅黑二叉樹的理解

2021-07-26 16:57:15 字數 850 閱讀 8944

最近看了些關於紅黑二叉樹的部落格,有一些自己的見解。

紅黑二叉樹是一種特殊的平衡二叉樹,擁有平衡二叉樹的所有特徵,這裡就不再重複。

紅黑二叉樹的規則:

1、每個節點都必須有葉子節點(葉子節點沒有任何資料);

2、根節點和葉子節點必須是黑色;

3,紅節點的父節點必須是黑色;

4、從根節點到任何葉子節點,他們的黑色節點的數目必須相同;

規則解釋:

每個節點,不管有沒有子節點,都必須有兩個葉子節點,如果有子節點,則替換掉相應的葉子節點。

2/3/4點:由於任何分支到根節點的黑色節點數目必須相同,這就保證了各個分支之間長度相差<=1,這就是平衡二叉樹的要求。

如果有插入操作,那麼為了保證分支黑色節點數目相同,插入的資料一定是紅節點,但是插入的節點的父節點卻不一定是黑色節點,這個問題下面討論。

紅黑二叉樹的操作:

左旋、右旋、重新著色。

左旋、右旋:當子二叉樹不平衡時,如果左邊的分支比右邊的長,就進行右旋。顧名思義,向右旋轉,具體操作是,讓子根節點a的左子節點b成為子根節點,然後b的右子節點成為a的左子節點,這樣就達到的右旋,左旋與右旋相似。

重新著色:左旋、右旋操作後要進行重新著色,從根節點開始著色,按照黑紅黑的順序著色,(如果存在末端節點一邊有子節點,一邊是葉子節點,則這個節點一定是黑色;如果所有末端節點都沒有子節點,則這一級節點全都是黑色,不需要遵循紅黑順序)著色完成後,計算各個分支的黑色節點數目,如果數目相同,則二叉樹平衡;否則對不平衡的子二叉樹進行左旋、右旋操作,直到二叉樹平衡。

增加:增加的節點一定是紅色,以保持黑色節點數目相同。增加節點的父節點如果紅色,代表這個子二叉樹不平衡,按需要左旋或右旋,操作完成後重新著色,計算黑色節點數目,如不平衡,再調整。

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