24|二叉树基础(下):散列表高效,为什么还要二叉树?

1、查找&新增  2、删除 3、数据重复 4、复杂度 5、vs散列表优点

二叉查找树(Binary Search Tree)

支持动态数据集合快速插入、删除、查找:左子树中每个节点值<这个节点<子树

散列表比二叉查找树更高效,O(1)。哪些地方是散列表做不了,必须要用二叉树来做的呢?

一、查找&新增


insert

二、删除

情况1:没有子节点,直接将父节点指向删除节点指针置为null,55

情况2:一个子节点,同上,13

情况3:两个子节点,将节点右子树最小节点删除节点。再删除 18

还可快速查找最大、最小、前驱、后继节点。

重要特性:中序遍历二叉查找树,输出有序数据,时间复杂度O(n)

三、支持重复数据的二叉查找树

对象字段键值(key)构建二叉查找树。对象中其他字段叫作卫星数据。两种办法:

1、链表和动态扩容数组等数据结构,相同数据都存同一节点

2、节点只存一数据。插入数据值相同,放右子,当作大于。

查时,遇到相同节点不停止,继续在右子树查,遇到叶子节点,才停止。把所有节点都找出来。(删除同理)

四、二叉查找树的时间复杂度分析

(1)退化成链表O(n)。

(2)最理想完全二叉树O(height)。第一层包含1个节点,第二层包含2个节点,第三层包含4个节点,依次类推,节点的个数是n >= 1+2+4+8+...+2^(L-2)+1    n <= 1+2+4+8+...+2^(L-2)+2^(L-1)   范围是[log2(n+1), log2n +1]。O(logn)

五、相比散列表O(logn)优点

1、散列表:无序存储的,二叉查找:中序遍历O(n)输出有序

2、散列表扩容耗时,遇到散列冲突,性能不稳定平衡二叉查找树:性能稳O(logn)

3、散列表:查找因哈希冲突,实际速度不一定比O(logn)快

4、散列表:构造复杂,需考虑散列函数的设计、扩容、缩容、冲突解决(散列表装载因子不能太大,特别是开放寻址法,不浪费空间)

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