前言 " 在阅读HashMap源码时，会发现在HashMap中使用了红黑树，所以需要先了解什么是红黑树，以及其原理。从而再进一步阅读HashMap中的链表到红黑树的转换，红黑树的增删节点等。..." - - 刘志航 什么是红黑树？ 红黑树的概念 红黑树的性质 红黑树的操作 在HashMap中是怎么应用的？ HashMap 1 什么是红黑树？...红黑树的概念？ " 红黑树（英语：Red–black tree）是一种自平衡二叉查找树，是在计算机科学中用到的一种数据结构，典型的用途是实现关联数组。...红黑树的结构复杂，但它的操作有着良好的最坏情况运行时间，并且在实践中高效：它可以在O(logN)时间内完成查找、插入和删除，这里的n是树中元素的数目。...在二叉查找树强制一般要求以外，对于任何有效的红黑树我们增加了如下的额外要求： 节点是红色或黑色。 根是黑色。 所有叶子都是黑色（叶子是NIL节点）。 每个红色节点必须有两个黑色的子节点。
说起跳表，我们就不得不提另一种非常经典的数据结构——红黑树，红黑树相对于跳表来说，虽然时间复杂度都是O(log n)，但是红黑树的使用场景相对更广泛一些，在早期的Linux内核中就一直存在红黑树的实现，...彤哥也是一直在寻找一种红黑树的记忆法，总算让我找到了那么一种还算不错的方式，从红黑树的起源出发，理解红黑树的本质，再从本质出发，彻底掌握不用死记硬背的方法，最后再把它手写出来。...从本节开始，我也将把这种方法传递给你，因此，红黑树的部分，我会分成三个小节来讲解： 从红黑树的起源，到红黑树的本质 从红黑树的本质，找到不用死记硬背的方法 不靠死记硬背，手写红黑树 好了，下面我们就进入第一小节...红黑树的起源 二叉树 说起树，我们不得不说最有名的树，那就是二叉树，什么是二叉树呢？ 二叉树（binary tree），是指树中的每个节点最多只有两个子节点的树。 ?...当然了，B+树不是本节的重点，本节的重点是红黑树。 纳尼，红黑树在哪里？写了3000多字了，还没见到红黑树的影子，我尬了~ 来了来了，有意思的红黑树来了~~ 红黑树 先上一张图，请仔细体会： ?
之前阅读了HashMap的源码，但是由于篇幅关系，略过了链表树化后红黑树的相关操作，本着打破砂锅问到底的精神，来看下红黑树在HashMap中的应用。...Guibas 和 Robert Sedgewick 修改为如今的“红黑树”。 红黑树和AVL树类似，都是在进行插入和删除操作时通过特定操作保持二叉查找树的平衡，从而获得较高的查找性能。...，先来看下HahsMap中红黑树左旋和右旋的实现 HashMap中的红黑树 - 左旋 /** * 红黑树左旋操作 */ static TreeNode rotateLeft...对应链表的节点查找，在链表树化后，节点的查找就是红黑树实现的。...moveRootToFront(tab, r); } split 只有在resize的时候被调用，作用是在哈希桶扩容/调整容量时，将红黑树拆分成两颗树，在红黑树太小时进行链表化等操作。
红黑树的特性： （1）每个节点或者是黑色，或者是红色。 （2）根节点是黑色。 （3）每个叶子节点（NIL）是黑色。 [注意：这里叶子节点，是指为空(NIL或NULL)的叶子节点！]...（4）如果一个节点是红色的，则它的子节点必须是黑色的。 （5）从一个节点到该节点的子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑节点。...注意： (01) 特性(3)中的叶子节点，是只为空(NIL或null)的节点。 (02) 特性(5)，确保没有一条路径会比其他路径长出俩倍。因而，红黑树是相对是接近平衡的二叉树。...红黑树的应用比较广泛，主要是用它来存储有序的数据，它的时间复杂度是O(lgn)，效率非常之高。...例如，Java集合中的TreeSet和TreeMap，C++ STL中的set、map，以及Linux虚拟内存的管理，都是通过红黑树去实现的。
本文介绍红黑树，暂时不涉及任何代码，只是帮助你理解红黑树的演变来源，树结构中红黑色具体含义，保证你理解了过后，再去看什么旋转插入的东西，要清晰得多。...在这两种节点的配合下，2-3树可以保证在插入值过程中，任意叶子节点到根节点的距离都是相同的。完全实现了矮胖矮胖的目标。怎么配合的呢，下面来看2-3树的构造过程。...在2-3树中，插入的过程是这样的。 如果将值插入一个2-节点，则将2-节点扩充为一个3-节点。 如果将值插入一个3-节点，分为以下几种情况。...红黑树示意图如下： ? 红黑树的应用 红黑树的应用比较广泛，主要是用它来存储有序的数据，它的时间复杂度是O(lgn)，效率非常之高。...例如，Java集合中的TreeSet和TreeMap，C++ STL中的set、map，以及Linux虚拟内存的管理，都是通过红黑树去实现的。
2-节点： 3-节点： 在这两种节点的配合下，2-3树可以保证在插入值过程中，任意叶子节点到根节点的距离都是相同的。完全实现了矮胖矮胖的目标。...在二叉查找树中，插入过程从根节点开始比较，小于节点值往右继续与左子节点比，大于则继续与右子节点比，直到某节点左或右子节点为空，把值插入进去。这样无法避免偏向问题。...在2-3树中，插入的过程是这样的。 如果将值插入一个2-节点，则将2-节点扩充为一个3-节点。 如果将值插入一个3-节点，分为以下几种情况。...红黑树示意图如下： 红黑树的应用 红黑树的应用比较广泛，主要是用它来存储有序的数据，它的时间复杂度是O(lgn)，效率非常之高。...例如，Java集合中的TreeSet和TreeMap，C++ STL中的set、map，以及Linux虚拟内存的管理，都是通过红黑树去实现的。
红黑树的创建 在二叉查找树的最后提到， 二叉树最终的形状如下图所示： ? 实际上，为了避免二叉树形状向最坏情况靠拢， 通常会创建能够自平衡的 2-3 树。...而 红黑树 是 2-3 树比较简单的一种实现形式： 红黑树将用二叉树表示 2-3 树， 实现起来相对容易； 内部使用向左倾斜的链接表示第三个节点； ?...红黑树定义如下： 没有任意节点拥有两个红色链接； 从跟节点到末节点的黑色链接数目相等； 红色节点向左倾斜； 用红黑树来表示 2-3 树例子： ?...红黑树的节点定义 节点定义 在二叉查找树节点的基础上增加一个 Color 字段， 相关代码如下： // Color Const, Red As true, Black as false private...红黑树的创建和二叉查找树类似， 为了在添加节点时维持节点的顺序和树的平衡性， 增加了如下一些操作： 左旋 将一个临时向右倾斜的红色链接向左旋转， 如下图所示： image.png 对应的 c# 实现代码如下
因为以祖父节点为根的这棵子树中，调整前，父节点和叔叔节点共享 祖父节点的黑色，调整后，祖父节点为红色，但是父节点和叔叔节点为黑色了， 不影响以祖父节点为根节点的子树的黑高度...但是因为调整前，以祖父节点为根的子树中，父节点和叔叔共享祖父的一个黑节点， 现在祖父变红，父节点变黑，对祖父节点到父节点这条路径的黑高度没影响，但是对...祖父到叔叔这条路径有影响，少了一个黑高度。...所以右旋转前，要先把以父节点为根的子树，左旋转（见下面左旋函数的结束）一下。 因为父节点的右孩子比父节点大，所以右孩子会替换父节点成为该子树的新根节点。...我们会发现，这样左旋或右旋，是不是破坏红黑数的规则的。
红黑树（Red-Black Tree，RBT）是一种平衡的二叉查找树，前面的红黑树原理与实现这篇文章中详细介绍了红黑树的细节。...在Linux的内核源代码中已经给我们实现了一棵红黑树，我们可以方便地拿过来进行使用。本文将参考Linux内核的源码和文档资料，介绍Linux内核中红黑树的实现细节及使用方法。...简介 Linux有很多地方用到了红黑树，比如高精度计时器使用红黑树树组织定时请求，EXT3文件系统也使用红黑树树来管理目录，虚拟存储管理系统也有用红黑树树进行VMAs（Virtual Memory Areas...Linux内核中红黑树节点的定义如下，其中rb_node是节点类型，而rb_root是仅包含一个节点指针的类，用来表示根节点。...内核中的红黑树实现非常巧妙，我们可以在自己的程序中进行使用，不过要稍微进行修改具体的方法如下： 拷贝rbtree.h和rbtree.c到工程目录下。
---- 7.HashMap 中的红黑树原理 红黑树 ? LinkedHashMap ?...越是喧嚣的世界，越需要宁静的思考。
红黑树 红黑树的概念 红黑树，是一种二叉搜索树，但在每个结点上增加一个存储位表示结点的颜色，可以是Red或Black。...，而且他的平衡性还没有AVL树高 确实红黑树的搜索时间复杂度没有AVL树这么快，但是红黑树的搜索效率和AVL树可以近似看作相等，但是红黑树不需要那么多的旋转来调平衡，因为红黑树可以允许最长路径是最短路径的...2倍，他的要求并没有AVL树那么严格，所以红黑树的旋转次数要比AVL树少很多，效率自然就提升了，故而实际应用中红黑树要比AVL树用的更多一些。...红黑树的定义 根据上面的红黑树的性质和我们之前学习的AVL树的知识的铺垫，我们就可以很快的将红黑树的基本框架搭起来： 与AVL树的平衡因子不同，红黑树除了节点外还要枚举节点的颜色 我们将黑色和红色先进行枚举...检测其是否满足二叉搜索树(中序遍历是否为有序序列) 2. 检测其是否满足红黑树的性质 由于博主的能力有限，本篇博文的分享到这里就结束了，感谢大家的支持！
Structures 教你透彻了解红黑树 详细解答 1.stl中的set底层用的什么数据结构？...红黑树的算法时间复杂度和AVL相同，但统计性能比AVL树更高，所以在插入和删除中所做的后期维护操作肯定会比红黑树要耗时好多，但是他们的查找效率都是O(logN)，所以红黑树应用还是高于AVL树的. ...红黑树并不适应所有应用树的领域。如果数据基本上是静态的，那么让他们待在他们能够插入，并且不影响平衡的地方会具有更好的性能。如果数据完全是静态的，例如，做一个哈希表，性能可能会更好一些。...在实际的系统中，例如，需要使用动态规则的防火墙系统，使用红黑树而不是散列表被实践证明具有更好的伸缩性。Linux内核在管理vm_area_struct时就是采用了红黑树来维护内存块的。...红黑树通过扩展节点域可以在不改变时间复杂度的情况下得到结点的秩。 7.如何扩展红黑树来获得比某个结点小的元素有多少个？
关注公众号彤哥读源码，查看上一节的内容。 左倾红黑树、右倾红黑树、AA树 在正式讲解红黑树之前呢，彤哥先来给大家普及几个有意思的概念，分别是左倾红黑树、右倾红黑树、AA树。 图片太小？试试横屏！ ?...请看上图，其实按照红黑树的概念，上面3颗树都是红黑树，而且元素也是一模一样，可以说是同一颗红黑树的不同变种。...所以，整颗红黑树中，如果存在红色节点，那么只能是下面这两种形态： ?...AA树，是指红黑树中所有的红色子节点必须只能是右节点，左子节点一律不允许是红色子节点，所以，在AA树中，红色子节点只能是下面这一种形态： ?...所以，你把这颗二叉树中的所有元素排个序（或者中序遍历一下），在M前面的那个节点就是前置节点，在M后面的那个节点就是后继节点。
也就是说Java7中HashMap使用数组加链表的形式实现的，简单点可以用下面的图比较直观的表示： 而在Java8以后，java对HashMap做了改进，在链表长度超过8的时候，将数据的存储从链表转变为使用红黑树这种数据结构进行存储...，之所以使用红黑树，是因为红黑树的检索比链表要快的多，在链表中要查找某个元素，需要使用遍历的方式实现，此时查找需要的时间复杂度是O(n)，而对于红黑树来说，它需要的时间复杂度是O(logn)，之所以是O...但是如果新插入的是红节点且它的父节点是黑节点的话，那就直接插入，整棵树还是平衡的，就不需要再做平衡处理了) 红黑树的时间复杂度 从上面平衡二叉树中我们知道，平衡二叉树的任意节点的左右子树的深度相同或者差...而从红黑树所需要的条件中可以推出，红黑树的任意节点的左右子树的深度相同，或者相差一倍，也就是某条分支路径上出现了红黑相间，从中可以看到，红黑树所需要的平衡条件相比于平衡二叉树要宽松的多，这种条件就使得我们在插入节点的变换会更少...，那么就不需要进行处理了，如果找到了节点，那么就需要将这个节点从红黑树中删除。
补充：红黑树面试八股文 1 STL中的set底层用的什么数据结构？ 红黑树(Map也是) 2 红黑树有哪些性质？...能保证在最坏情况下，基本的动态几何操作的时间均为 4 红黑树相比于BST和AVL树有什么优点？...相比于BST，因为红黑树可以能确保树的最长路径不大于两倍的最短路径的长度，所以可以看出它的查找效果是有最低保证的。在最坏的情况下也可以保证 的，这是要好于二叉查找树的。...因为二叉查找树最坏情况可以让查找达到 。 红黑树的算法时间复杂度和AVL相同，但统计性能比AVL树更高，所以在插入和删除中所做的后期维护操作肯定会比红黑树要耗时好多。...avl树是严格的平衡树，而红黑树没那么严格，因此avl树在搜索上略胜红黑树。也因为太严了，删除操作avl树性能比红黑树差。 5 红黑树相对于哈希表，在选择使用的时候有什么依据？
红黑树具有良好的效率,可以在 时间内完成查找,增加,删除操作 Java中的TreeMap, HashMap都是基于红黑树的数据结构实现的 红黑树的性质: 根节点是黑色 节点是红色或者黑色 叶子节点是黑色...让每个家族在抽离一些特殊的子女后,达到的辈分相等 红黑树: 任意一个父节点到其最后一代节点的所有简单路径中 ,包含相同数目的黑色节点 因为父节点之后的所有简单路径不可能包含相同的节点 要在黑色节点之间插入红色节点...第一点要求等价于: 任何一个末代孙节点到根节点的简单路径中,黑色节点数目相同 任何两个末代孙节点抵达任意一个相同父节点的简单路径中,黑色节点数目相同 父节点和叔叔节点都为红色: 如果向已有的红黑树中插入新节点...然后将指针指向子节点 直到指针指向末代节点 最后删除节点 红黑树的删除节点操作: 不需要考虑颜色,更加简单 只要被删除节点有子节点,该节点的值就要和子节点的值进行交换 在值交换的过程中,不需要交换节点的颜色...顺序统计树定义: 顺序统计树是红黑树的一种数据扩张 顺序统计树除了红黑的属性外,节点还包含子系个数的信息size size为当前节点为根的子树的所有节点个数 顺序统计树的插入节点实现: 在实现红黑树的基础上
红黑树是一种自平衡二叉查找树，在极端数据条件插入时（正序或倒叙）不会退化成类链状数据，可以更高效的在O(log(n))时间内完成查找，插入，删除操作。...准备 在阅读本文之前，建议先阅读我上篇文章《二叉查找树的解读和实现》，重复的点这里不再解读，可以更好的帮助你理解红黑树。...应用前面讲解到的变色后，红黑树结构如图： 此时出现不满足红黑树特性（不允许连续两个结点都为红色），这时需要我们将结点50和结点38进行左旋转，得到如下图： 根结点50不符合红黑树特性（根结点必须为黑色）...总结 红黑树的操作是基于普通二叉查找树上加了红黑树的特性，不管是插入还是删除操作，也就是在普通红黑树上进行旋转变色调整树结构，所以在理解红黑树的时候，主要把握旋转，变色，利用旋转变色来满足红黑树的特性，...懂得其原理和设计思想的话，应用到实际中解决问题确实是很不错的设计。当然，红黑树在实际的操作过程中是多变的，复杂的，要完全掌握还是要花点时间来研究的。 关注【ytao】，更多的好文输出
红黑树算法的Java实现 红黑树算法的Java实现 红黑树 我的主页 www.csxiaoyao.com 红黑树 github: https://github.com/csxiaoyaojianxian...nil = new RedBlackTreeNode(); private RedBlackTreeNode root = new RedBlackTreeNode(); //构造空红黑树...z信息 RedBlackTreeNode y = z; //在结点删除或者移动前必须保存结点的颜色 String yOriginColor = y.getColor...x = x.getParent(); } //case3：w兄弟结点为黑，w的左孩子为红，右孩子为黑...w的右孩子为红 w.setColor(x.getParent().getColor()); x.getParent().setColor(
背景 最近在项目中做异步任务调度服务的时候，用到红黑树来实现异步任务的管理，挑选出最符合条件的任务执行，于是使用到了TreeMap来管理 TreeMap与TreeSet TreeSet中使用了TreeMap...Put函数截取 可是，在项目中使用的时候会有一些问题，比如： 使用JobInfo期望根据time属性，按照time属性的大小排序构建红黑树，在获取的时候，获取time最小的Key对应的Value进行操作...，同时操作完后，更新Key的time属性，重新调整红黑树，以至于可以在下一次直接获取最左节点的Key进行操作。...在TreeMap中并没有直接调整Key，或者说红黑树重新自平衡的方法，只能通过先remove，再Put，才能保证红黑树的平衡性 JobInfo removeKey; removeKey.time...(removeKey,value); 应该先remove，获取到Value后，再更新Key，重新put，这样的红黑树才会重新根据Key自平衡。
avl树即平衡树，他对二叉树做了改进，在我们每插入一个节点的时候，必须保证每个节点对应的左子树和右子树的树高度差不超过1。...依然是大的数据放右边，小的数据放左边。此时我们向该树重如果该数可以直接放入二节点中，就直接进去，但如果正好需要放在三节点中，就像图中一样，Z正好要放在SX中。...在jdk1.8版本后，java对HashMap做了改进，在链表长度大于8的时候，将后面的数据存在红黑树中，以加快检索速度，我们接下来讲一下红黑树。...红黑树虽然本质上是一棵二叉查找树，但它在二叉查找树的基础上增加了着色和相关的性质使得红黑树相对平衡，从而保证了红黑树的查找、插入、删除的时间复杂度最坏为O(log n)。加快检索速率。...而如图所示，其实红黑树的每一步操作都对应了二三树的操作，如果是二节点就是黑连接，三节点的话里面的两个数之间就是红连接。 红黑树相比avl树，在检索的时候效率其实差不多，都是通过平衡来二分查找。
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