数据结构解析【红黑树】

前言

​ R-B Tree，全称是Red-Black Tree，又称“红黑树”，它一种平衡二叉树。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)。

特性

1. 每个结点不是红色就是黑色
2. 不可能有连在一起的红色结点
3. 根结点都是黑色root
4. 每个红色结点的两个子节点都是黑色。
5. 叶子节点都是黑色：出度为0满足了性质就可以近似的平衡了，不一定要红黑数，可以为其他。

实际例子

​ Java在JDK1.8中引入了红黑树，实际的原因是因为当HashMap中hash函数插入计算到了重复位置而导致链表过长时，会导致查询过慢的情况。

链表过长时

为了解决这个问题，而引入了红黑树，因为二叉树的查询类似于二分查询速度快。

引入红黑树

平衡规则

所有插入的点默认为红色

1. 变色

   当前结点的父亲是红色，且它的祖父结点的另一个子结点也是红色（叔叔结点）。

   1. 把父结点设为黑色
   2. 把叔叔结点也设为黑色
   3. 把祖父也就是爷爷结点设为红色
   4. 把指针定义到祖父结点设为当前要操作的

2. 左旋

   当前父结点是红色，叔叔结点是黑色的时候，且当前的结点是右子树。以父结点作为左旋点

3. 右旋

   当前父结点是红色，叔叔结点是黑色的时候，且当前的结点是左子树。

   1. 把父结点变成黑色
   2. 把爷爷结点变成红色
   3. 以爷爷结点旋转

例子

1. 变色
   

2. 左旋
   

3. 右旋
   

Java中的使用

jdk1.8后当HashMap的某个位置的链表超过8个时，则会由链表转换为红黑树，加快查询速度。