红黑树

最大高度是2*log(n+1),(100万个节点,最大树高是40)

搜索:O(logn),O(1)次的旋转

添加:O(logn),O(1)次的旋转

删除:O(logn),O(1)次的旋转

满足5个条件

1.节点是red或者black

2.根结点是black

3.叶子节点(外部节点,空节点)都是black

4.red节点的子节点都是black,red节点的parent都是black,从根结点到叶子节点不能有2个连续的红色节点

5.从任一节点到叶子节点的所有路径包含相同数量的BLACK节点


添加:(55,38,80,25,46,76,88,17,33,50,72)

假设添加的叶子节点为红色

一共有12中情况

4种parent节点是黑色,则不用处理(40,78,82,90)

4种parenet节点是红色,且uncle节点不是红色,进行染色(LL和RR:把parent染成黑色,把grand染成红色,LR和RL:把node染成黑色,把grand染成红色)+旋转(AVL树的旋转,LL右旋转,RR左旋转,LR parent进行左旋转 grand进行右旋转 RL parent进行右旋转,grand进行左旋转)(48,52,60,74)

4种parent节点是红色,且uncle节点为红色,进行染色(parent和uncle染成黑色)+上溢(10,20,30,36)



删除:

删除的是红色,直接删除

删除的节点有两个红色子节点,只需要找到后继节点(或前驱节点)替代

删除的节点有一个子节点,且这个子节点为红色,直接把子节点替代并染黑(20, 98, 97, 79, 47, 42, 60, 73, 72, 64, 61, 82, 52, 25)

删除的是黑色叶子节点:

如果删除的黑色子节点的兄弟节点也是黑色:

如果兄弟节点至少有一个红色子节点,进行旋转操作,旋转之后中间的节点继承父节点的颜色,旋转之后的左右节点染为black(55,87,56,74,96,22,62,20,70,68,90,50)

如果兄弟节点没有红色节点可以借,如果父节点是红色则不会造成下溢,将兄弟节点染成红色,父节点染成黑色即可,如果父节点是黑色,会导致父节点下溢,只需要把父节点当做被删除的节点处理即可

删除的叶子节点的兄弟节点是红色的,兄弟节点染成黑色,父节点染成红色,进行旋转,旋转后叶子节点的兄弟节点变成了黑色,参考上面的方法进行删除

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