java面试——红黑树

首先我们来看下红黑树的结构，如图：

（学习视频分享：java教学视频）

红黑树的结构特点：

（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。

为什么要要用红黑树？

1、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，红黑树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

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2、红黑树能够以O(log2 (n)) 的时间复杂度进行搜索、插入、删除操作

3、简单来说红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷，因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。

红黑树和平衡树的对比和选择

1、平衡树结构更加直观，读取性能比红黑树要高；增加和删除节点 恢复平衡的性能不如红黑树
2、红黑树，读取性能不如平衡树；增加和删除节点 恢复平衡性能比平衡树好

红黑树的使用场景：

TreeMap、TreeSet以及JDK1.8之后的HashMap底层都用到了红黑树。

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