天冷了,那些树还好吗?

简介: 二叉排序树(Binary Sort Tree)又称二叉查找树(Binary Search Tree)。 平衡树:对一棵查找树(search tree)进行查询/新增/删除 等动作, 所花的时间与树的高度h 成比例, 并不与树的容量 n 成比例。

二叉排序树(Binary Sort Tree)又称二叉查找树(Binary Search Tree)。

平衡树:对一棵查找树(search tree)进行查询/新增/删除 等动作, 所花的时间与树的高度h 成比例, 并不与树的容量 n 成比例。如果可以让树维持矮矮胖胖的好身材, 也就是让h维持在O(lg n)左右, 完成上述工作就很省时间。能够一直维持好身材, 不因新增删除而长歪的搜寻树, 叫做balanced search tree(平衡树)。(摘自百度百科《平衡树》)

AVL树:在计算机科学中,AVL树是最先发明的自平衡二叉查找树。在AVL树中任何节点的两个子树的高度最大差别为一,所以它也被称为高度平衡树。AVL树在节点增删后不再满足AVL树条件,则需要“旋转”以重新构造自身。

红黑树:RB树。每个节点都带有颜色属性的二叉查找树。在二叉查找树强制一般要求以外,对于任何有效的红黑树我们增加了如下的额外要求:

  • 节点是红色或黑色。
  • 根节点是黑色。
  • 每个叶节点(NIL节点,空节点)是黑色的。
  • 每个红色节点的两个子节点都是黑色。(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)
  • 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。

下图就是一棵红黑树:

AVL是严格平衡树,因此在增加或者删除节点的时候,根据不同情况,旋转的次数比红黑树要多;
红黑是弱平衡的,用非严格的平衡来换取增删节点时候旋转次数的降低;
所以简单说,搜索的次数远远大于插入和删除,那么选择AVL树,如果搜索,插入删除次数几乎差不多,应该选择RB树。

可以看到,这三者查找的时间复杂度O(log2N)与树的深度相关,那么降低树的深度自然会提高查找效率 。

但是在大规模数据存储中,使用二叉查找树实现索引查询,元素数量是非常大的,这样就 导致二叉查找树结构树的深度过大,进而造成磁盘I/O读写过于频繁,导致查询效率低下,那么如何减少树的深度,一个基本的想法就是:采用多叉树结构。这样我们就提出了一个新的查找树结构——多路查找树。根据平衡二叉树的启发,自然就想到平衡多路查找树结构

B-tree:一种平衡多路搜索树(并不是二叉的)。B-tree树即B树, B即Balanced ,平衡的意思。

B+-tree:B+的搜索与B-树也基本相同,区别是B+树所有关键字都在叶子结点出现,因此只有达到叶子结点才命中(B-树可以在非叶子结点命中)。B+树叶子节点链表中的关键字是有序的,且所有叶子结点都有一个链指针指向下一个叶子节点,这个特性使得B+树对范围查找的效率比B树高的多,比如对已经建立索引的数据库记录,查找10<=id<=20,那么只要通过根节点搜索到id=10的叶节点,之后只要根据叶节点的链表找到第一个大于20的就行了,比B-树在查找10到20内的每一个时每次都从根节点出发查找提高了不少效率。

B*-tree:在B+树基础上,为非叶子结点也增加链表指针,将结点的最低利用率从1/2提高到2/3。

Huffman tree:又称最优树。对应的有哈夫曼编码,其主要应用在数据压缩,加密解密等场合。

上述只是常见但很小一部分树,最后附图一幅:

 

参考资料:

数据结构中常见的树(BST二叉搜索树、AVL平衡二叉树、RBT红黑树、B-树、B+树、B*树)

B树、B+树与B*树简介

ZIP压缩算法详细分析及解压实例解释

跳表SkipList的原理和实现

目录
相关文章
|
3月前
|
存储 算法 关系型数据库
【面试普通人VS高手系列】b树和b+树的理解
【面试普通人VS高手系列】b树和b+树的理解
|
9月前
L2-020 功夫传人(树的建立和BFS)
L2-020 功夫传人(树的建立和BFS)
36 0
|
7月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
令你头疼的[树]
令你头疼的[树]
|
8月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
浅浅谈一谈B树和B+树
浅浅谈一谈B树和B+树
|
11月前
|
前端开发 算法 API
[LeetCode算法]有了二叉树层序遍历,妈妈再也不用担心我不会做二叉树层级题了
博主最近在刷`leetcode`,做到二叉树套题的时候发现很多题的解题思路都是基于二叉树的层序遍历来完成的,因此写下这篇文章,记录一下二叉树层序遍历这件"神器"在实战的运用。
116 1
|
人工智能 BI
几分钟搞懂并查集
本文主要讲解并查集
78 0
几分钟搞懂并查集
树好像没有辣么难
之前不会用树处理数据,直到怎么用之后,发现还是很好用的
68 0
|
编解码
树的介绍&树的节点计算公式(跑路人笔记)
树的介绍&树的节点计算公式(跑路人笔记)
树的介绍&树的节点计算公式(跑路人笔记)
|
机器学习/深度学习 存储 算法
刷穿剑指offer-Day22-树I 树的基础知识讲解!
刷穿剑指offer-Day22-树I 树的基础知识讲解!
108 0