数据结构之二叉树

一、二叉树

二叉树,顾名思义,每个节点最多有两个"叉",也就是两个子节点,分别是左子节点右子节点 。不过,二叉树并不要求 每个节点都有两个子节点,有的节点只有左子节点,有的节点只有右子节点。 二叉树每个节点的左子树和右子树也分别满足二叉树的定义

Java中有两个方式实现二叉树:数组存储,链式存储。 基于链式存储的树的节点可定义如下:

java 复制代码
public class TreeNode {
    public int value;
    public TreeNode left;
    public TreeNode right;

    public TreeNode(TreeNode left, int value, TreeNode right) {
        this.left = left;
        this.value = value;
        this.right = right;
    }

    public TreeNode(int value) {
        this.value = value;
    }
    
    public TreeNode(){}

}

二、二叉搜索树

二叉搜索树(Binary Search Tree,BST)又名二叉查找树,有序二叉树或者排序二叉树 ,是二叉树中比较常用的一种类型。二叉查找树要求,在树中的任意一个节点,其左子树 中的每个节点的值,都要小于 这个节点的值,而右子树 节点的值都大于这个节点的值。

我们分析一下时间复杂度。在第一颗树中,假如要找8这个元素,要与10进行比较,比10小看左子树,然后比较6这个元素,比6大,走右边就可以找到了,一个进行了2次查找。同理,在二棵树中查找9,先比较8,再比较11,再比较10,这样就找到了。其中,每一层的元素是,次数就是i,所以时间复杂度就是O()

有一种特殊情况,只有左子树,这种情况属于最坏的情况,二叉查找树已经退化成了链表,左右子树极度不平衡,此时查找的时间复杂度肯定是O(n)。

三、红黑树

红黑树(Red Black Tree):也是一种自平衡的二叉搜索树(BST),之前叫做平衡二叉B树(Symmetric Binary B-Tree)。

性质1:节点要么是红色,要么是黑色。

性质2:根节点是黑色

性质3:叶子节点都是黑色的空节点。

性质4:红黑树中红色节点的子节点都是黑色。

性质5:从任一节点到叶子节点的所有路径都包含相同数目的黑色节点。

在添加或删除节点的时候,如果不符合这些性质会发生旋转 ,以达到所有的性质,保证平衡

红黑树的时间复杂度:

查找:红黑树也是一棵BST(二叉搜索树)树,查找操作的时间复杂度为:O(log n)

添加:添加先要从根节点开始找到元素添加的位置,时间复杂度O(log n) ,添加完成后涉及到复杂度为O(1)的旋转调整操作,故整体复杂度为:O(log n)。

删除:首先从根节点开始找到被删除元素的位置,时间复杂度O(log n) , 删除完成后涉及到复杂度为O(1)的旋转调整操作,故整体复杂度为:O(log n)。

相关推荐
Tyler_TXZ8 分钟前
C++C语言之——二叉树
c语言·开发语言·数据结构·c++·二叉树
Tisfy18 分钟前
LeetCode 3090.每个字符最多出现两次的最长子字符串:二重循环 / 滑动窗口
算法·leetcode·字符串·题解·模拟·双指针·滑动窗口
-dzk-18 分钟前
【技巧】LC 136.只出现一次的数字
算法·异或
专注仿真1 小时前
问答大模型技术方案算法实现-RAPTOR树构建算法与BEG集成使用
python·算法
zlinear数据采集卡2 小时前
数据采集卡从入门到精通(10):采样率与分辨率的核心关系——反比律、架构分布与过采样
arm开发·嵌入式硬件·算法·fpga开发·架构·开源
白狐_7983 小时前
408 数据结构|线索二叉树两题详解:先序线索化后的空链域 + 中序前驱/后继判断
c语言·数据结构·链表
GeekZHR3 小时前
C语言指针进阶补充6:动态内存管理、mem系列内存函数、复杂指针声明,一次补齐指针的“三大盲区“
java·c语言·算法·指针
Herbert_hwt3 小时前
第七章 Java深入理解枚举类型
java·开发语言·算法
.道阻且长.3 小时前
8.LeetCode算法习题讲解--滑动窗口--长度最小的子数组
算法·leetcode·职场和发展
(❁´◡`❁)Jimmy(❁´◡`❁)3 小时前
P1156 [USACO01OPEN] 垃圾陷阱
算法·动态规划