Python数据结构与算法——第三十五课 红黑树的转化

  把普通搜索二叉树转化为红黑树的方法就是把旧树拆了,用节点数据构建新的红黑树。本文采用逐层拆树法。

  程序代码:

 

 

  运行结果:

 

  转化之后,实际数据层较少了一层,数据分布均匀性提高了。

 

  红黑树(RB-Tree)与二叉查找树(BST)和二叉平衡树(AVL)比较

  红黑树不要求像平衡树那样的严格平衡条件,因此插入和删除性能比平衡树高一些,当然要比查找树低(毕竟查找树无平衡条件);搜索性能比平衡树低一些,当然比查找树高。

  红黑树能够以O(1og2N)的时间复杂度进行搜索、插入和删除操作。此外,得益于它的独特设计,任何不平衡都会在三次旋转之内解决。当然,还有其它数据结构能够二次旋转之内解决,但实现起来比红黑树复杂,因此红黑树还是个性价比较好的解决方案。

  相比于BST,因为红黑树可以确保树的最长路径不大于两倍的最短路径的长度,所以可以看出它的查找效果是有最低保证的。在最坏的情况下也可以保证2O(1ogN)。这是要好于BST的,因为BST最坏情况下可以让查找的时间复杂度达到O(N)

  红黑树的算法时间复杂度和AVL树相同,然而统计性能比AVL树更高,致使它的后期维护(插入和删除)比AVL树少,但它们的查找效率没有太大的差别,都是O(logN)。实际应用中,红黑树是高于AVL树。

  实际上插人AVL树和红黑树的速度取决于所插入的数据。如果待运算的数据分布较好,则比较宜于采用AVL树(例如随机产生系列数),但是如果需要处理的数据比较杂乱,则用红黑树是比较快。

 

  练习题1:改变数据列表,测试上例。

 

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参考资料:

1、《Python算法图解》何韬编著 清华大学出版社