作為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，紅黑樹(shù)可謂不算樸素，因?yàn)楦鞣N宣傳讓它過(guò)于神秘，網(wǎng)上搜羅了一大堆的關(guān)于紅黑樹(shù)的文章，不外乎千篇一律，介紹概念，分析性能，貼上代碼，然后給上罪惡的一句話(huà)，它最壞情況怎么怎么地...

1.查找-在高度不在寬度對(duì)于查找而言，如果一棵二叉樹(shù)的高度是N，那么最多可以在N步內(nèi)完成查找，這個(gè)不用解釋，解釋這個(gè)有點(diǎn)喧賓奪主了，

2.二叉樹(shù)的不平衡根源一棵樹(shù)在查找看來(lái)變得不平衡是因?yàn)樽訕?shù)的高度相差很大。

3.多叉樹(shù)-寬度換高度在第1節(jié)以及第2節(jié)，我們已經(jīng)知道，樹(shù)的寬度越大，高度越小，這樣查詢(xún)起來(lái)越快，Cisco路由器里不是有256叉乃至1024叉樹(shù)嗎？但是這樣真的很好嗎？對(duì)于稀疏節(jié)點(diǎn)，這樣會(huì)嚴(yán)重消耗內(nèi)存。

4.權(quán)衡-2，3樹(shù)我們發(fā)現(xiàn)，道生一，一生二，二叉樹(shù)是一個(gè)完美的開(kāi)始，但是我們發(fā)現(xiàn)它特別容易傾斜，傾斜的時(shí)候別觸摸。我們也不能一下子就上256叉樹(shù)，即使那樣在海量節(jié)點(diǎn)情況下也抗不住，因此這種盲目寬度換高度的方案沒(méi)有可擴(kuò)展性。我們需要找出一種動(dòng)態(tài)的機(jī)制，讓一棵樹(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整保持平衡。

5.2-3樹(shù)的平衡變換如果是二叉樹(shù)，那么你插入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，你只有最多1次機(jī)會(huì)保持子樹(shù)的高度不變，如果是一個(gè)三叉樹(shù)，那么就有2次機(jī)會(huì)。現(xiàn)在開(kāi)始，我們?yōu)槎鏄?shù)添了一叉，變成了三叉樹(shù)。

1).插入的新葉子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)是一個(gè)二叉節(jié)點(diǎn)這種情況最簡(jiǎn)單，二叉節(jié)點(diǎn)變?nèi)婀?jié)點(diǎn)即可，如下圖所示：

vc+4tNTToaPK99fcysfSqrOkuN+1xKOssaOz1sa9uuK1xLe9yr2+zcrHzazKsbOkuN+jrLb41eLKx7K7v8nE3LXEo6yy5cjr0ru49r3atePWu8TcyMO4w73atePL+dTatcTX08r3s6S436GjyLu2+KOsyOe5+8TcvavV4rj20MXPosnPyf21vbj5sr+jrNTauPmyv7OkuN+jrL7NyrXP1sHLobDNrMqxs6S436Gxo6E8YnIgLyZndDsgICAgICAgu7nKx9Gt18XJz8PmtcTEx7j2y7zCt6OsztLDx7zM0PjU9rzTyvey5rXEyv3Bv6OsztLDx7DRy/zU9rzTtb00o6HQwr3ateO1xLLlyOvI58/CzbzL+cq+o7o8YnIgLyZndDs8YnIgLyZndDs8aW1nIHNyYz0="https://img-blog.csdn.net/20150627234418953?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvZG9nMjUw/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="\" />

很遺憾，沒(méi)有完成任務(wù)，但是最終我們提出了兩個(gè)問(wèn)題，只要解決了這兩個(gè)問(wèn)題，所有問(wèn)題就解決了，真正理解紅黑樹(shù)，真正的(Linux內(nèi)核里大量用到的數(shù)據(jù)》(https://www.unjs.com)。解決這兩個(gè)問(wèn)題，無(wú)疑都要牽扯到節(jié)點(diǎn)P的父節(jié)點(diǎn)以及再往上的節(jié)點(diǎn)，有兩種可能：

可能性1：P的父節(jié)點(diǎn)PP是一個(gè)二叉節(jié)點(diǎn)

問(wèn)題2解決。可能性2：P的父節(jié)點(diǎn)PP是一個(gè)三叉節(jié)點(diǎn)

最后，我們發(fā)現(xiàn)，在遞歸的過(guò)程中，要么碰到了P..P是個(gè)二叉節(jié)點(diǎn)，此時(shí)按照問(wèn)題2的解決方式將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的值直接提到P...P中，其子樹(shù)降低一個(gè)高度，抵消增加的高度，平衡保持，遞歸結(jié)束，要么遞歸到了根節(jié)點(diǎn)，此時(shí)只需要一個(gè)分裂操作即可完美結(jié)束！

6.演進(jìn)到紅黑樹(shù)很顯然，通過(guò)上面的描述，我們似乎找到了一個(gè)使樹(shù)保持平衡的方案，而且是相當(dāng)完美的平衡！核心就是寬度和高度之間的博弈。我們總是可以用一個(gè)寬度抵消一層高度，整個(gè)過(guò)程就是一次或者多次的一加一減，最終的結(jié)果還是0！

看到了吧，紅色節(jié)點(diǎn)就是從2-3樹(shù)中分出來(lái)的，為了維持一棵二叉樹(shù)而不是2-3樹(shù)，必須將三叉節(jié)點(diǎn)變成二叉節(jié)點(diǎn)，這是一個(gè)寬度換高度得回退，即高度換寬度，當(dāng)然代價(jià)就是不再完美平衡。按照以上的這個(gè)變換，你自己試試看，可以變出兩個(gè)連續(xù)的紅節(jié)點(diǎn)嗎？NO！還在糾結(jié)紅黑樹(shù)的性質(zhì)概念嗎？看了它的演進(jìn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多紅黑樹(shù)的復(fù)雜概念和讓人沒(méi)有頭緒的性能都是自然而然的。下面我們來(lái)看一下它的最壞情況是什么。

還是以2-3樹(shù)分析，如果在一棵2-3樹(shù)中，最左邊路徑上的節(jié)點(diǎn)全部是三叉節(jié)點(diǎn)，而最右邊路徑上的節(jié)點(diǎn)都是二叉節(jié)點(diǎn)，那么把它變換成二叉紅黑樹(shù)之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)最左邊的路徑上是紅黑間隔的節(jié)點(diǎn)，而最右邊的路徑上全部是黑節(jié)點(diǎn)，它們的高度差接近2倍。出現(xiàn)這樣的情況是令人悲哀的，但是也是極低概率的。

紅黑樹(shù)的所有包括旋轉(zhuǎn)等操作，都可以映射到2-3樹(shù)中，而我們對(duì)2-3樹(shù)以及高度和寬度之間的博弈已經(jīng)足夠理解了。請(qǐng)?jiān)俅稳ダ斫饧t黑樹(shù)吧，再看看它的性質(zhì)和概念，together with左旋和右旋，是不是有一種新的體會(huì)呢？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux红黑树节点没有数据,真正理解红黑树，真正的(Linux内核里大量用到的数据 -电脑资料...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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