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红黑树深入剖析及Java实现

BST 二叉查找树(Binary Search Tree,简称BST)是一棵二叉树,它的左子节点的值比父节点的值要小,右节点的值要比父节点的值大。它的高度决定了它的查找效率。...RBTree的插入操作 RBTree的插入与BST的插入方式是一致的,只不过是在插入过后,可能会导致树的不平衡,这时就需要对树进行旋转操作和颜色修复(在这里简称插入修复),使得它符合RBTree的定义。...祖父节点调节后如果还是遇到它的祖父颜色问题,操作就会继续向上回溯,直到root节点为止,根据定义root节点永远是黑色的。在向上的追溯的过程中,针对插入的3中情况进行调节。直到符合红黑树的定义为止。...由于红色的兄弟节点是没法借调出黑节点的,这样只能通过选择操作让他上升到父节点,而由于它是红节点,所以它的子节点就是黑的,可以借调。...在整个修复的过程中,插入具体的分为3种情况,删除分为4种情况。

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红黑树深入剖析及Java实现

RBTree的插入操作 RBTree的插入与BST的插入方式是一致的,只不过是在插入过后,可能会导致树的不平衡,这时就需要对树进行旋转操作和颜色修复(在这里简称插入修复),使得它符合RBTree的定义。...祖父节点调节后如果还是遇到它的祖父颜色问题,操作就会继续向上回溯,直到root节点为止,根据定义root节点永远是黑色的。在向上的追溯的过程中,针对插入的3中情况进行调节。直到符合红黑树的定义为止。...删除修复操作是针对删除黑色节点才有的,当黑色节点被删除后会让整个树不符合RBTree的定义的第四条。...由于红色的兄弟节点是没法借调出黑节点的,这样只能通过选择操作让他上升到父节点,而由于它是红节点,所以它的子节点就是黑的,可以借调。...在整个修复的过程中,插入具体的分为3种情况,删除分为4种情况。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (154)-- 算法导论12.3 1题

    insert 函数用于将一个值插入到二叉搜索树中,它采用递归的方式实现。如果当前节点为空,则创建一个新的节点作为根节点;否则,根据值的大小,递归地插入到左子树或右子树中。最后返回根节点。...>bst.PostOrder() } 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 智谱清言,代码不能运行: 在计算机科学中,二叉搜索树(BST)是一种特殊的二叉树,它具有以下性质: • 每个节点都有一个作为关键字的值...• 左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值。 • 右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值。 TREE-INSERT 过程是在 BST 中插入一个新值的过程。...insert函数是一个递归函数,用于插入一个新的键值到二叉搜索树中。inorder函数用于按照中序遍历的顺序输出二叉搜索树中的节点。 在main函数中,我们创建一个空的二叉搜索树,并依次插入一些键值。...在 main 函数中,我们创建了一个空的根节点,并插入了一些整数。然后,我们使用 inOrderTraversal 函数按顺序遍历二叉搜索树并输出其元素。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (149)-- 算法导论12.2 4题

    对于后继节点: 根据BST的定义,由于节点x有两个孩子,它的后继节点(假设为节点S)必然存在于节点x的右子树中。 同样根据BST的定义,在节点S的左子树中的所有节点的值都小于节点S的值。...在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 通义千问: 要证明如果一棵二叉搜索树中的一个结点有两个孩子,那么它的后继没有左孩子,它的前驱没有右孩子,我们可以从二叉搜索树的定义和性质入手。...在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 灵小智,代码正常运行: 以下是用Go语言编写的程序,证明了如果一棵二叉搜索树中的一个节点有两个孩子,那么它的后继没有左孩子,它的前驱没有右孩子: package...在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 chatgpt,代码正常运行: 下面是使用 Go 语言实现的二叉搜索树,并通过代码证明了题目中的结论: package main import...然后,它遍历树中的每个节点,并找到它们的前驱和后继。最后,它检查前驱是否具有左孩子,以及后继是否具有右孩子。如果满足这些条件,程序将输出相应的信息。

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    算法原理系列:2-3查找树

    但我们都知道BST它对数据的输入是敏感的,如最坏情况下,每次put()的key是有序的,那么构造出来的BST树,就相当于一个链表,那么对于每个元素的查找,它的性能就相当糟糕。...分配权 为什么BST会失去分配权力?因为它没有可以权衡的信息,在BST中,每个节点只能存储了一个key,每当有新的节点插入时,进行比较后,就自动选择路径到它的子树中去了,它无法停留。...有上述性质,我们不难判断BST不是一个能够自平衡的结构,在最坏情况下它的缺陷很明显,对于有序key的插入,树的深度+1。那么问题来了,假设我现在要插入三个有序的key值如A E S。...很明显,在插入第三个节点时,我们就只剩下一个选择了,让它去子树上找位置去,这意味着它和BST的插入本质上是一样的,并没有利用缓存的能力。...如:我找三个树的中间值,把它变成三个节点的BST树!相比于直接把下一节点插入到子树中去,它利用了两个元素的信息做了些调整,而调整后的树,是个平衡的二叉树。

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    二叉排序树:数据存储的艺术

    它具有以下特点:1、每个节点最多有两个子节点,分别为左子节点和右子节点。2、左子节点的值小于或等于父节点的值。右子节点的值大于父节点的值。3、对BST进行中序遍历,可以得到升序排列的节点值序列。...有序性BST中的数据以有序的方式存储,中序遍历BST可以输出有序的数据序列,这对某些应用非常有用,如范围查询。...缺点不平衡性BST在最坏情况下可能会退化成一个链表,导致查找、插入和删除操作的时间复杂度变为O(n)。为了解决这个问题,需要使用平衡二叉搜索树(如AVL树、红黑树)来确保树的平衡性。...删除操作复杂性BST中的删除操作相对复杂,因为它需要考虑多种情况,包括节点没有子节点、有一个子节点或有两个子节点。这可能需要额外的代码来处理。...使用场景由于BST的不平衡性和对数据库分布敏感的原因,实际运用中并不会直接使用BST而是基于BST的变种平衡二叉搜索树(如AVL树、红黑树)或多叉树(如B树、B+树)等,运用于数据库索引、文件系统等场景

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    红黑树-想说爱你不容易

    但由于当时内功尚浅,无法将其内化,只是觉得它很神奇,是个好算法,设计它的人很牛!现今重拾起这个算法,不得不再次被它的精妙所折服!...我们仅需要思考如何在其上面进行查找操作。...(bst.get("B")); 65 } 66 67 } 输出结果: 1 11 分析:   插入或查找时,有可能最坏情况树不断恶意生长(垂直生长),此时的时间复杂度为:O(N),平均的时间复杂度为...见下图: 由于查找操作较简单,我们重点讨论它的插入操作。...正常的思维当然是希望在原先的Node结构中进行重构,再构造一个嵌套的BIGNode。但巧妙的地方就在这里,我们可以以之前的二叉查找树为基础,把结点之间的链接分为“红链接”和“黑链接”。

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    详解数据结构——二叉排序树

    //插入到T的右子树 return BST_Insert(T->rchild,k); }  二叉排序树的构造 //按照str[]中的关键字序列建立二叉排序树...依次将每个关键字插入到二叉排序树中 BST_Insert(T,str[i]); i++; } } 二叉排序树的删除 先搜索找到目标结点: 1、若被删除结点z是叶结点,则直接删除,不会破坏二叉排序树的性质...2、若结点z只有一棵左子树或右子树,则让z的子树成为z父结点的子树,替代z的位置。...例子 对于上述2,如果要删除60,我们发现它只有一个右子树,所以只需要把63替换到它位置就行 对于第三个,删除60这个结点我们发现,60有左右子树,所以我们可以先利用中序排序找到第一个访问的结点(其实就是最小的结点...60替换掉,取代60的位置就行,道理如 上 。

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    数据结构–查找专题

    静态查找: 查询某个特定的元素,检查某个特定的数据元素的属性,不插入新元素或删除元素(记录) 。 动态查找: 在查找过程中,同时插入查找表中不存在的数据元素(记录)。...小的往左走,大的往右走,遇到NULL就插入 ASL计算:同查找树 存储结构:跟二叉树一样 查找算法:大的往右,小的往左,找到了返回,遇到NULL就失败 插入算法: 删除算法:在二叉排序树中删除一个结点时...2、被删结点缺左子树(或右子树),可以用被删节点的右子树(或左子树)顶替它的位置,再释放它。...3、被删结点左、右子树都存在,可以在它的右子树中寻找中序下的第一个结点(关键值最小),用它的值填补到被删结点中,再来处理这个结点的删除问题。...BST ){ /* 若原树为空,生成并返回一个结点的二叉搜索树 */ BST = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode)); BST->

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    【数据结构】二叉搜索树(二叉排序树)

    前言 之前,我们学习了树这一数据结构,并尝试实现了堆以及链式二叉树的相关功能: 【数据结构】树型结构详解 + 堆的实现(c语言)(附源码)_树形结构 编译器-CSDN博客 【数据结构...它的每一棵子树也都符合前两点特性(每棵子树也都是二叉搜索树)。 简单地说,二叉搜索树是一棵中序遍历结果有序的二叉树。 一般情况下,二叉搜索树不允许有相同的值出现。...//中序遍历 void Inorder(); private: Node* _root = nullptr;//根节点的指针 }; 插入 现在我们开始实现二叉搜索树节点的插入。...之后我们会学习自平衡的二叉搜索树(如AVL树、红黑树),它们会尽量降低二叉搜索树的高度,提高效率。...总结 今天我们学习了一种特殊的二叉树结构--二叉搜索树,它的特性使其具备了较好的查找效率。掌握二叉搜索树的知识,将为我们后续学习STL中的set和map容器打下坚实的基础。

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    重学数据结构(六、树和二叉树)

    :插入需要比较插入节点和当前节点的大小 /** * 将结点插入到二叉树中 * * @param bst 二叉树 * @param z 插入的节点...5.2.2、红黑树的插入 红黑树的插入和AVL树类似,同样是插入节点后需要对二叉树的平衡性进行修复。 新插入的节点是红色的,插入修复操作如果遇到父节点的颜色为黑则修复操作结束。...也就是说,只有在父节点为红色节点的时候是需要插入修复操作的。 插入修复操作分为以下的三种情况,而且新插入的节点的父节点都是红色的: 叔叔节点也为红色。...图32:红黑树插入修复情形3 ? 总结 插入后的修复操作是一个向root节点回溯的操作,一旦牵涉的节点都符合了红黑树的定义,修复操作结束。...删除修复操作是针对删除黑色节点才有的,当黑色节点被删除后会让整个树不符合RBTree的定义的第四条。

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    node+ts完成课程设计

    具体功能有: (1)能够进行身份证号码及相关信息的录入,相关信息包括姓名、地址和手机号; (2)能够快速进行身份证号码的查询,并输出相关信息; (3)可以修改身份证号码对应的其他信息,如姓名、地址; (...null; right: BNode = null; constructor(data: IDData) { this.data = data; } } //向树中插入节点...二、发现问题并解决 1.在哪里运行? 毋庸置疑在node环境中运行,刚好前段时间也自学了一点进程,线程,net等模块。 我单纯就为了实践一下,把这次课程设计当作一份试卷检验一下以前学的知识。...const bst = new BST() //必须用绝对路径(在子进程中当前工作文件变了所有相对路径找不到文件) const child=ChildProcess.fork(path.join(__dirname...让自己尽可能变得优秀,当你为一件事情拼命努力的时候,全世界都会帮你!

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    跳跃表深入理解

    1、认识跳跃表 redis 中 zset 是一个有序非线性的数据结构,它底层核心的数据结构是跳表。...于是折衷考虑下,如果用二叉树结构(BST)存储,就可以不靠随机访问特性进行二分查找了。 但是普通BST对于插入元素越有序效率就越低,最坏情况会退化回链表。...如当前节点的下一个节点包含的值比目标元素值小,则继续向右查找。如果下一个节点的值比目标值大,就转到当前层的下一层去查找。重复向右和向下的操作,直到找到与目标值相等的元素为止。...2.1、插入元素的概率性 前面说过,跳表第K层的元素会按一定的概率出现在K+1层,这种概率是在插入过程中实现的。当按照上述查找流程找到新元素的插入位置上,将其插入第1层。...相对于插入来说,删除操作没有那么多的逻辑,跟正常的单链表删除一致。 3、为啥Redis不用平衡搜索树来实现?

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    深入理解二叉搜索树(BST)

    这一特性使得 BST 成为一种非常重要的数据结构,适用于搜索和排序任务,因为它提供了一种逻辑清晰且直接的方式来存储和检索有序数据。...BST 可以将数据存储在动态扩展的结构中,无需连续内存,允许高效的插入和删除。 BST 的核心操作 1....二叉搜索树中的插入操作 在 BST 中插入元素需要遵循树的排序性质: 如果树为空,新节点就成为根节点。 如果新值小于当前节点的值,则进入左子树。...二叉搜索树中的删除操作(重点) 删除操作较为复杂,因为需要处理多种情况: 叶子节点:直接删除该节点。 只有一个子节点的节点:让其父节点指向该子节点。...通过平衡的结构,BST 可以实现近似于对数级别的高效操作。然而,在某些极端情况下,BST 可能会退化为链表,因此更高级的平衡树如 AVL 树和红黑树在实际应用中更为常用。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (156)-- 算法导论12.3 3题

    这是因为在最坏的情况下,即当输入数组已经是有序的(或者完全逆序),每次插入操作都需要将新元素与BST中的当前元素进行比较并找到合适的位置,这会导致树的高度达到最大,进而使得时间复杂度为O(n^2)。...下面是一个Go语言的示例代码,用于构建BST并执行中序遍历: package main import ( "fmt" ) type Node struct { Value int...在main函数中,我们创建了一个数组nums,然后逐个插入到BST中,并执行中序遍历来输出排序后的结果。...然而,在实际应用中,由于二叉搜索树并不自动平衡,通常会选择自平衡的二叉搜索树变体,如AVL树、红黑树等,以保证操作的时间复杂度在最坏情况下也维持在O(log n)。...在实际应用中,我们通常会使用更高效的排序算法,如快速排序、归并排序或堆排序,它们的时间复杂度为 O(n log n)。 在这里插入图片描述

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    数据结构基础温故-4.树与二叉树(中)

    而每当循环一次就会从stackIn中出栈一个元素,并压入stackOut中,那么这时stackOut中的出栈顺序则变成了左孩子->右孩子->根节点的顺序,也就符合了后序遍历的规则。...它具有以下几个性质:   (1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值;   (2)若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值;   (3)左、右子树也分别为二叉排序树...则将元素插入到左子树中; --> Step3.若插入的元素值不小于根节点值,则将元素插入到右子树中。...Scene3.节点p的左子树和右子树均不为空:首先找到p的后继y,因为y一定没有左子树,所以可以删除y,并让y的父亲节点成为y的右子树的父亲节点,并用y的值代替p的值;或者可以先找到p的前驱x,x一定没有右子树...,所以可以删除x,并让x的父亲节点成为y的左子树的父亲节点。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (150)-- 算法导论12.2 6题

    在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 讯飞星火,代码正常运行: package main import "fmt" type TreeNode struct { Val int...如果y不是x的右孩子,那么y一定位于x的右子树的左子树中(由于y是x的后继,它的键值大于x的键值,但小于x右子树中的其他结点的键值)。...在这里插入图片描述 kimi,代码不能运行: 为了证明这个结论,我们可以通过遍历二叉搜索树(BST)并检查满足条件的节点。...我们将使用 Go 语言实现一个简单的 BST 结构,并添加一些辅助方法来找到节点的后继和祖先。...然后,它遍历树中的每个节点,找到满足条件的节点(即右子树为空且具有后继的节点)。对于这些节点,程序将检查后继是否是该节点的最底层祖先,以及后继的左孩子是否也是该节点的祖先。

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    深入了解二叉搜索树:原理、操作与应用

    { public: private: TreeNode* _root; }; 上面就是二叉搜索树的定义 接下来我们来写一下二叉搜索树的接口,,我们先将其列在BST中 class BST { public...通过其排序性质和高效的搜索、插入和删除操作,二叉搜索树成为了解决各种问题的有力工具。 在本博客中,我们深入探讨了二叉搜索树的概念、性质和操作。...因此,在实际应用中,需要考虑树的平衡性,以保证其性能。 通过本博客,希望读者能够深入理解二叉搜索树的工作原理,并且能够运用这一数据结构解决实际问题。...同时,也希望读者能够进一步探索二叉搜索树的相关内容,如平衡二叉搜索树(如AVL树和红黑树)以及其他高级数据结构,从而拓展自己的知识领域。...最后,二叉搜索树是计算机科学中的基础之一,深入了解它将有助于我们更好地理解和应用数据结构与算法,提高编程能力,并解决更复杂的计算问题。

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