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红黑树算法Java实现
阅读量:796 次
发布时间:2023-03-28

本文共 771 字,大约阅读时间需要 2 分钟。

红黑树是一种自平衡二叉搜索树,具有较好的查找性能,其性质包括红黑树的颜色规则、树的平衡性以及特定的遍历特性。以下是关于红黑树的详细实现原理和代码逻辑说明。

红黑树性质

  • 颜色规则

    • 每个节点只能是红色或黑色。
    • 根节点必须是黑色。
    • 红色节点不能连续存在,即红色节点的父节点和子节点都不能是红色。
  • 红黑树的特性

    • 从任意节点到树尾的路径上,黑色节点的数量必须相同。
    • 左右子树的高度差不超过一倍,保持自平衡。
    • 中序遍历结果呈现单调递增序列。
  • 插入操作调整

    插入操作后,需要对红黑树进行调整以恢复平衡。调整逻辑主要包括以下几个步骤:

  • 判断父节点的位置

    • 判断新节点是否是其父节点的左子节点或右子节点。
  • 检查叔叔节点颜色

    • 如果叔叔节点是红色,则将叔叔及其父节点调整为黑色,并将父节点调整为红色,然后进行左旋转或右旋转。
  • 判断新节点的位置

    • 如果新节点是其父节点的右子节点,则进行左旋转。
    • 如果新节点是其父节点的左子节点,则进行右旋转。
  • 删除操作调整

    删除操作后,同样需要对红黑树进行调整以保持平衡。调整逻辑主要包括以下几个步骤:

  • 判断当前节点的位置

    • 判断当前节点是否是其父节点的左子节点或右子节点。
  • 检查兄弟节点颜色

    • 如果兄弟节点是红色,则进行颜色调整并进行左旋转或右旋转。
    • 如果兄弟节点的左右子节点都是黑色,则将兄弟节点调整为红色。
    • 如果兄弟节点的子节点颜色不一致,则进行相应的旋转和颜色调整。
  • 调整根节点颜色

    • 保证根节点颜色始终为黑色。
  • 旋转操作

  • 左旋转(rotateLeft)

    • 将节点的左子树旋转到父节点的位置,调整子树结构以保持平衡。
  • 右旋转(rotateRight)

    • 将节点的右子树旋转到父节点的位置,调整子树结构以保持平衡。
  • 上述调整操作通过定期旋转和颜色调整,确保红黑树的高度平衡和查找性能,从而满足应用程序的实时性和效率要求。

    转载地址:http://vphfk.baihongyu.com/

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