25|红黑树(上):为什么工程中都用红黑树这种二叉树?

上两节,我们依次讲了树、二叉树、二叉查找树。二叉查找树是最常用的一种二叉树,它支持快速 插入、删除、查找操作,各个操作的时间复杂度跟树的高度成正比,理想情况下,时间复杂度是 O(logn)。

什么是“平衡二叉查找树”?

平衡二叉树的严格定义是这样的:二叉树中任意一个节点的左右子树的高度相差不能大于1。从这 个定义来看,上一节我们讲的完全二叉树、满二叉树其实都是平衡二叉树,但是非完全二叉树也有 可能是平衡二叉树。

25|红黑树(上):为什么工程中都用红黑树这种二叉树?

那红黑树究竟是怎么定义的呢? 顾名思义,红黑树中的节点,一类被标记为黑色,一类被标记为红色。除此之外,一棵红黑树还需 要满足这样几个要求:
根节点是黑色的;
每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL),也就是说,叶子节点不存储数据; 任何相邻的节点都不能同时为红色,也就是说,红色节点是被黑色节点隔开的; 每个节点,从该节点到达其可达叶子节点的所有路径,都包含相同数目的黑色节点; 这里的第二点要求“叶子节点都是黑色的空节点”,稍微有些奇怪,它主要是为了简化红黑树的代码 实现而设置的,下一节我们讲红黑树的实现的时候会讲到。这节我们暂时不考虑这一点,所以,在 画图和讲解的时候,我将黑色的、空的叶子节点都省略掉了。 为了让你更好地理解上面的定义,我画了两个红黑树的图例,你可以对照着看下。

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