今天看了STL源码剖析中关于红黑树的原理和实现,看完复杂的节点插入、节点颜色变换后不禁想:这些功能经典的AVL树也能实现,为什么要提出红黑树?查了些资料,并且加上自己理解,感叹红黑树的巧妙。
首先红黑树是不符合AVL树的平衡条件的,即每个节点的左子树和右子树的高度最多差1的二叉查找树。但是提出了为节点增加颜色,红黑是用非严格的平衡来换取增删节点时候旋转次数的降低,任何不平衡都会在三次旋转之内解决,而AVL是严格平衡树,因此在增加或者删除节点的时候,根据不同情况,旋转的次数比红黑树要多。所以红黑树的插入效率更高!!!
这里引用一下知乎上的回答:
Answer 1:
1. 如果插入一个node引起了树的不平衡,AVL和RB-Tree都是最多只需要2次旋转操作,即两者都是O(1);但是在删除node引起树的不平衡时,最坏情况下,AVL需要维护从被删node到root这条路径上所有node的平衡性,因此需要旋转的量级O(logN),而RB-Tree最多只需3次旋转,只需要O(1)的复杂度。
2. 其次,AVL的结构相较RB-Tree来说更为平衡,在插入和删除node更容易引起Tree的unbalance,因此在大量数据需要插入或者删除时,AVL需要rebalance的频率会更高。因此,RB-Tree在需要大量插入和删除node的场景下,效率更高。自然,由于AVL高度平衡,因此AVL的search效率更高。
3. map的实现只是折衷了两者在search、insert以及delete下的效率。总体来说,RB-tree的统计性能是高于AVL的。
作者:Acjx
链接:http://www.zhihu.com/question/20545708/answer/58717264
Answer 2 这个总结比较好:
红黑树的查询性能略微逊色于AVL树,因为他比avl树会稍微不平衡最多一层,也就是说红黑树的查询性能只比相同内容的avl树最多多一次比较,但是,红黑树在插入和删除上完爆avl树,avl树每次插入删除会进行大量的平衡度计算,而红黑树为了维持红黑性质所做的红黑变换和旋转的开销,相较于avl树为了维持平衡的开销要小得多
作者:陈智超
链接:http://www.zhihu.com/question/43744788/answer/98258881
Answer 3 :
功能、性能、空间开销的折中结果。
AVL更平衡,结构上更加直观,时间效能针对读取而言更高;维护稍慢,空间开销较大。
红黑树,读取略逊于AVL,维护强于AVL,空间开销与AVL类似,内容极多时略优于AVL,维护优于AVL。
基本上主要的几种平衡树看来,红黑树有着良好的稳定性和完整的功能,性能表现也很不错,综合实力强,在诸如STL的场景中需要稳定表现。
作者:Coldwings
链接:http://www.zhihu.com/question/20545708/answer/44370878
所以简单说,如果你的应用中,搜索的次数远远大于插入和删除,那么选择AVL,如果搜索,插入删除次数几乎差不多,应该选择RB。
原文:https://blog.youkuaiyun.com/mmshixing/article/details/51692892