TreeMap源码剖析

原文地址：http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/36421085
红黑树简介
TreeMap是基于红黑树实现的，这里只对红黑树做个简单的介绍，红黑树是一种特殊的二叉排序树，关于二叉排序树，参见：http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/19823463，红黑树通过一些限制，使其不会出现二叉树排序树中极端的一边倒的情况，相对二叉排序树而言，这自然提高了查询的效率。

二叉排序树的基本性质如下：

1、每个节点都只能是红色或者黑色

2、根节点是黑色

3、每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色的。

4、如果一个结点是红的，则它两个子节点都是黑的。也就是说在一条路径上不能出现相邻的两个红色结点。

5、从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。

正是这些性质的限制，使得红黑树中任一节点到其子孙叶子节点的最长路径不会长于最短路径的2倍，因此它是一种接近平衡的二叉树。

说到红黑树，自然不免要和AVL树对比一番。相比较而言，AVL树是严格的平衡二叉树，而红黑树不算严格意义上的平衡二叉树，只是接近平衡，不会让树的高度如BST极端情况那样等于节点的个数。其实能用到红黑树的地方，也都可以用AVL树来实现，但红黑树的应用却非常广泛，而AVL树则很少被使用。在执行插入、删除操作时，AVL树需要调整的次数一般要比红黑树多（红黑树的旋转调整最多只需三次），效率相对较低，且红黑树的统计性能较AVL树要好，当然AVL树在查询效率上可能更胜一筹，但实际上也高不了多少。

红黑树的插入删除操作很简单，就是单纯的二叉排序树的插入删除操作。红黑树被认为比较变态的地方自然在于插入删除后对红黑树的调整操作（旋转和着色），主要是情况分的很多，限于篇幅及博主的熟悉程度优先，这里不打算详细介绍插入删除后调整红黑树的各种情况及其实现，我们有个宏观上的了解即可，如须详细了解，参见算法导论或一些相关的资料。

TreeMap源码剖析
存储结构
TreeMap的排序是基于对key的排序实现的，它的每一个Entry代表红黑树的一个节点，Entry的数据结构如下：

[java] view plain copy
static final class Entry