平衡树

一.概念:

   平衡树是二叉搜索树和堆合并构成的数据结构,它是一 棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。

二.优势

   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)。

三.种类:

  1.红黑树              2.AVL树               3.SBT         4.Treap          5.伸展树

 

下面以Treap为例:

   1.特点:

   Treap每个节点的数据域包含2个值,key和weight。 
        key值,和原来的二叉搜索树一样,满足左子树<根节点<右子树。 
        weight值,随机产生。在Treap中weight值满足堆的性质,根节点的weight值小于等于(或大于等于)左右儿子节点。 

            平衡树

   2.结构调整:

   Treap的大部分操作都和二叉搜索树是一样的,唯一区别在于每次插入一个节点后,需要对树的结构进行调整。

因为每一个节点的weight值不一样,当我们按照key值插入一个节点后,这个节点有可能不满足weight值的要求。

   左旋:在例子中是将右子树节点旋转至根。

   平衡树

   右旋:将左儿子节点旋转至根。
   平衡树