把B樹、B+樹二鳄、紅黑樹說透

1.二叉排序樹

二叉排序樹是一個空樹赴涵,或者是具有如下性質(zhì)的二叉樹:

  1. 若它的左子樹不為空,則左子樹上的所有節(jié)點的值均小于它的根節(jié)點的值订讼;
  2. 若它的右子樹不為空髓窜,則右子樹上的所有節(jié)點的值均大于它的根節(jié)點的值;
  3. 左右子樹都是二叉排序樹欺殿。

二叉排序樹的數(shù)據(jù)操作效率:
1.查找效率最好為O(log n)寄纵、最壞為O(n);
2.插入效率和查找效率相同(先查找插入的位置,且只插入到葉子節(jié)點)脖苏;
3.刪除效率最好為O(log n) + O(1)(只有左或者右子樹)程拭,最壞為O(log n) + O(log n)(只有左右子樹同時存在)

2.平衡二叉樹

平衡二叉樹是空樹或者左右兩個子樹的高度差的絕對值不超過1,并且左右兩個子樹都是平衡二叉樹棍潘。
平衡二叉樹犧牲了插入和刪除數(shù)據(jù)的代價恃鞋,但是提高了查詢效率(穩(wěn)定查詢效率為O(log n))崖媚。

3.紅黑樹

紅黑樹是一種自平衡二叉排序樹,特征如下:
1.節(jié)點是紅色或者是黑色恤浪;
2.根節(jié)點是黑色畅哑;
3.所有葉子節(jié)點都是黑色(葉子節(jié)點的值都是NULL);
4.每個紅色節(jié)點的兩個子節(jié)點都是黑色(即從根到葉子遍歷不能出現(xiàn)兩個連續(xù)的紅節(jié)點)水由;
5.從任意一個節(jié)點到每個葉子節(jié)點的所有簡單路徑都包含相同數(shù)據(jù)的黑色節(jié)點荠呐。
紅黑樹解決的問題,它可以在O(log n)時間復(fù)雜度內(nèi)實現(xiàn)查找砂客,插入和刪除泥张,任何不平衡都會在三次旋轉(zhuǎn)內(nèi)解決。


紅黑樹.jpg

4.B樹(多路查找樹)

特征:
1.根節(jié)點至少有兩個子女節(jié)點鞭盟;
2.每個非根節(jié)點包含的關(guān)鍵字個數(shù)i滿足:n/2 - 1 < i < n -1;
3.除根節(jié)點以外的所有節(jié)點(不包括葉子節(jié)點)的度數(shù)正好是關(guān)鍵字的總數(shù)+1圾结,故內(nèi)部子樹個數(shù)k滿足:n/2 < k < n -1;
4.所有的葉子節(jié)點都位于同一層瑰剃。


B樹.jpg

5.B+樹
B+樹是一個n叉樹齿诉,每個節(jié)點通常都有多個孩子,一顆B+樹包含根節(jié)點晌姚、內(nèi)部節(jié)點和葉子節(jié)點粤剧。B+樹的特征如下:
1.有n個子樹的節(jié)點含有n個關(guān)鍵字;
2.所有葉子節(jié)點包含了全部關(guān)鍵字的信息挥唠,以及指向這些關(guān)鍵字記錄的指針抵恋,且葉子節(jié)點本身依賴關(guān)鍵字的大小,即自小而大順序連接宝磨;
3.所有的非終端節(jié)點可以看成索引的一部分弧关,節(jié)點中包含了其他子樹的最大或最小關(guān)鍵字。


B+樹.jpg

B+樹有效內(nèi)容均保存在葉子節(jié)點唤锉,且B+樹有兩個指針世囊,一個指向根節(jié)點,一個指向關(guān)鍵字最小的元素的葉子節(jié)點窿祥,因此B+樹支持從根節(jié)點開始隨機查詢和從最小關(guān)鍵字順序查詢株憾。
B+樹相比B樹擁有更小的磁盤代價,讀寫代價更低(因為同樣的數(shù)據(jù)量晒衩,B+樹比B樹高度低嗤瞎,因為B+樹非葉子節(jié)點不保存數(shù)據(jù)),B+樹的查詢關(guān)鍵字的路徑相等听系,即從根節(jié)點到葉子節(jié)點的路徑贝奇,即每個數(shù)據(jù)的查詢效率相等且穩(wěn)定。

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