数据结构:二叉搜索树、平衡二叉树(AVL树)、红黑树、B树、B+树

个人理解浅谈数据结构,应对八股文面试

目录

前言

一、二叉搜索树(二叉排序树、二叉查找树、AVL树)

(1)二叉树的特点:

(2)二叉树的优缺点

二、平衡二叉树(高度平衡树,最早的自平衡二叉树)

(1)平衡二叉树的特点:

(2)平衡二叉树的优缺点

三、红黑树

(1)红黑树的特点

(2)红黑树的优缺点

四、红黑树和平衡二叉树有啥不一样

五、B树(多路平衡树)

(1)B树的特点

(2)B树的优缺点

六、B+树

(1)B+树的特点

(3)B+树的优缺点

七、B树跟B+树的区别

总结



前言

因为博主将要实习,所以最近在备痛苦的八股文,因为涉及到了数据结构,所以在此总结一下。


一、二叉搜索树(二叉排序树、二叉查找树、AVL树)

相信我们大家学计算机相关专业的同学都上过数据结构课,所以都明白什么是树、二插树,因为要提高搜索效率,所以开发出了二叉树

(1)二叉树的特点:

1.非空左子树节点的键值大于根节点的键值

2.非空右子树节点的键值小于根节点的键值

3.左右子树均为二叉搜索树

(2)二叉树的优缺点

二叉树一定程度上增加了检索的效率,但是会存在一个致命的问题就是,当序列是1,2,3,4,5,6的时候,会发现他的结构是一个链表,所以为了应对这种问题,出现了红黑树跟平衡二叉树

二、平衡二叉树(高度平衡树,最早的自平衡二叉树)

(1)平衡二叉树的特点:

1.是二叉排序树

2.任意节点左右子树的高度差小于一

3.任意节点的左右子树都是平衡二叉树

(2)平衡二叉树的优缺点

1.查找、插入删除性能好,相对于二叉搜索树,树的高度可以保持较小,查找路径较短

2.实现复杂,通过左右旋转来调整平衡,会有时间的消耗,效率低于红黑树

三、红黑树

(1)红黑树的特点

1.根节点是黑色,所有节点只有红黑两种颜色

2.叶子节点是黑色

3.一个红色节点一定包含两个黑色节点

4.任意一节点到根节点的所有简单路径包含相同黑色节点的数目(黑高)

(2)红黑树的优缺点

跟平衡二叉树一样,提高了查找、插入和删除的性能,同时因为其特性需要时间的消耗

四、红黑树和平衡二叉树有啥不一样

个人觉得红黑树跟平衡二叉树是一样的,而且现在红黑树已经逐渐取代了平衡二叉树,如果非要说出个不一样:

1.红黑树因为规则更加严格全面性能略优

2.红黑树的实现比平衡二叉树复杂

3.红黑树的空间消耗比二叉树更多

4.红黑树的平衡性比二叉树更好

具体可以根据不同的应用场景选择使用

五、B树(多路平衡树)

之前介绍的结构存在一个问题,当我们需要存储大量的数据并使用的时候,不论是红黑树还是平衡二叉树都存在一个问题:深度问题,当其深度过于深,像是外部存储设备、磁盘这种应用场景会发现他的检索效率是要高于他的比较效率,占用cpu浪费了大量的资源,所以开发出了B树

(1)B树的特点

1.所有键值存在整棵树的每一个节点中

2.每个节点的关键字出现仅出现一次

3.关键字内做一次查找,他的性能是逼近二分查找的

4.左子树所有关键值大于他,右子树都小于他

(2)B树的优缺点

1.减少了磁盘的I/O操作,大型数据集的查找和访问是非常高效的

2.节点的分裂和合并的过程相对复杂,数据经常插入删除维护成本高

六、B+树

(1)B+树的特点

1.所有键值分布在叶子节点

2.在叶子节点之间增加了一个链指针

3.关键字出现仅出现一次

4.左子树所有关键值大于他,右子树都小于他

(3)B+树的优缺点

优缺点跟B树的优点一样,但是所有叶子结点链表链接,增加了区间的访问性和范围查询

七、B树跟B+树的区别

现在的大多数场景用的都是B+树,B+树是B树的变体,他两的关系本人觉得更像是平衡二叉树和红黑树的关系,像是mysql等,但是如果考虑到实现的复杂和空间的有限性,可以斟酌这两个的使用,B+树的缓存命中性是要高于B树的。

1.大量的范围查询适合B+树,如mysql

2.单个KEY的查询可以考虑B树,如NOSQL、MongoDB


总结

之前因为博主在这边培训,但是不知道大家有没有培训过,培训的内容真的是很简单,脱节跟现在,而且培训的环境真是是非常非常的差,很多人很嘈杂,老师教学生安装环境和软件就安装一上午,弄得我的状态很不好,很不适应,所以很长时间没有,更新。最近才调整过来,调整好心态,晚自习会自己找一个空教室学习,培训的教室很是乱,没人管都是打游戏的,真的拴扣。

这边建议宝子们学习的时候可以脱离本来的环境,像是我找了一个安静的地方就觉得心理宁静多了,同时希望大家可以跟我一样努力加油。在之后的日子里博主会持续更新,更新八股文等内容。

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