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AVL树和红黑树区别

二叉查找树:

二叉查找树就是左结点小于根节点,右结点大于根节点的一种排序树,也叫二叉搜索树。也叫BST。二叉查找树比普通树查找更快,查找、插入、删除的时间复杂度为O(logN)。但是二叉查找树有一种极端的情况,就是会变成一种线性链表似的结构。此时时间复杂度就变味了O(N)。(为了解决这种情况,出现了二叉平衡树)

平衡二叉树:

平衡二叉树全称平衡二叉搜索树,也叫AVL树。是一种自平衡的树。

AVL树也规定了左结点小于根节点,右结点大于根节点。并且还规定了左子树和右子树的高度差不得超过1。这样保证了它不会成为线性的链表。AVL树的查找稳定,查找、插入、删除的时间复杂度都为O(logN),但是由于要维持自身的平衡,所以进行插入和删除结点操作的时候,需要对结点进行频繁的旋转。

AVL树每一个节点只能存放一个元素,并且每个节点只有两个子节点。当进行查找时,就需要多次磁盘IO,(数据是存放在磁盘中的,每次查询是将磁盘中的一页数据加入内存,树的每一层节点存放在一页中,不同层数据存放在不同页。)这样如果需要多层查询就需要多次磁盘IO。为了解决AVL树的这个问题,就出现了B树

为什么B类树可以进行优化呢?我们可以根据B类树的特点,构造一个多阶的B类树,然后在尽量多的在结点上存储相关的信息,保证层数尽量的少,以便后面我们可以更快的找到信息,磁盘的I/O操作也少一些,而且B类树是平衡树,每个结点到叶子结点的高度都是相同,这也保证了每个查询是稳定的。

红黑树:

红黑树也叫RB树,RB-Tree。是一种自平衡的二叉查找树,它的节点的颜色为红色和黑色。它不严格控制左、右子树高度或节点数之差小于等于1。也是一种解决二叉查找树极端情况的数据结构。

红黑树规定了:

1.节点是红色或黑色。

2.根节点是黑色。

3.每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL节点)。

4 每个红色节点的两个子节点都是黑色。也就是说从每个叶子到根的所有路径上不能有两个连续的红色节点)。

5.从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。

红黑树在查找方面和AVL树操作几乎相同。但是在插入和删除操作上,AVL树每次插入删除会进行大量的平衡度计算,红黑树是牺牲了严格的高度平衡的优越条件为代价,它只要求部分地达到平衡要求,结合变色,降低了对旋转的要求,从而提高了性能。红黑树能够以O(log2 n)的时间复杂度进行搜索、插入、删除操作。此外,由于它的设计,任何不平衡都会在三次旋转之内解决。

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