红黑树详解

article/2025/9/17 11:36:14

1,红黑树特点

  • 每一个结点都有颜色,要么红色,要么黑色。
  • 根结点必须是黑色的
  • 红色结点的子结点必须是黑色的。
  • 任何一个结点,到它所有叶子结点,经过相同个数的黑色结点。(红黑树的平衡含义,左右高度相差一倍以内就可以,但搜索性能仍然是log2(n))。
  • 红黑树的高度最高不超过2log2(n+1)。
  • null叶子节点是黑结点。

2,红黑树插入操作如何调整使得满足规则?

新插入的结点颜色为红色,先插入,再判断属于哪种类型。
先左旋相当于把新插入的结点改变了,再右旋,右旋后变色新插入的结点颜色不变,改变其他两个结点的颜色。
(表格中后4种情况黑色叔结点为null空结点)
红黑树插入删除动态演示网站
B站红黑树插入讲解视频
在这里插入图片描述

3,红黑树删除操作如何调整使得满足规则?

1. 二叉平衡树的删除调整
删除
<1> 要删除的结点是叶子结点,直接删除该结点。
<2> 要删除的结点有一个子结点,该子结点及其子树直接替换该节点。
<3> 要删除的结点左、右子结点都有,用该结点右子树中最小结点或者左子树最大结点替换该结点(后继或者前驱)。
调整
从被删除结点q开始,向上查找,找到第一个失衡结点。
<1> 如果平衡因子为-2(左低右高)
如果右孩子的平衡因子为-1,则做L型调整;
在这里插入图片描述
右孩子平衡因子为1,RL调整;
在这里插入图片描述
如果右孩子的平衡因子为0,L调整或者RL调整都可以。
在这里插入图片描述
<2> 如果平衡因子为2(左高右低)
左孩子平衡因子为-1,LR调整;
在这里插入图片描述
左孩子平衡因子为1,R调整;
在这里插入图片描述
左孩子的平衡因子是0,LR型或者R型都可以。
在这里插入图片描述

2. 红黑树的删除调整
B站红黑树删除操作讲解视频
删除-替代
转化成删除叶子结点。
旋转-变色
原则:以删除左叶子结点为例
<1>删除后以该删除结点父结点为根结点,到叶子结点如果有三阶,则要左旋。
<2> 要以原来有的黑结点高度为标准调整。
<3> 红色结点不能有一个单独的黑色叶子结点。
<4> 黑色结点不能有一个单独的黑色叶子结点。

<5>如果调整完后 黑结点高度比原来小1,要进一步调整。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4,红黑树和二叉平衡树比较?

  • 如果增加、删除操作少,查询操作多,那使用二叉平衡树,二叉平衡树的查找效率高(log2(n))。
  • 为什么hashtree当链表结点数超过8个链表变为红黑树:红黑树不像二叉平衡树一样对平衡要求高,其左右子树最高可以相差一倍(左子树全是黑色结点,右子树红、黑结点交错),但是查询效率和二叉平衡树都在一个数量级,log2(n)。

http://chatgpt.dhexx.cn/article/F1oRRcWj.shtml

相关文章

MYSQL的B+Tree索引树高度如何计算

我们使用MySQL数据库的时候&#xff0c;绝大部分的情况下在使用InnoDB存储引擎&#xff0c;偶尔会使用MyISAM存储引擎&#xff0c;至于其他存储引擎&#xff0c;我相信大家都很少接触到&#xff0c;甚至可能都没有听说过。所以本文只讲解InnoDB和MyISAM两个存储引擎的索引&…

红黑树高度上限的证明(通俗易懂)

先把结论放上&#xff0c;设红黑树的高度为h&#xff0c;总结点数为n&#xff0c;那么h与n的关系就是 下面开始证明过程 首先&#xff0c;从任意节点出发&#xff0c;到其子树的叶子节点的路径中黑色节点的数量称为该节点的黑高&#xff0c;即 bh 我们设根节点为T,那么根节点…

数据结构与算法(一): 树的高度和深度的区别

1.高度 对于高度的理解&#xff0c;我们不管他数据结构什么什么知识&#xff0c;就拿楼房来说&#xff0c;假如一个人提问&#xff1a;楼房的高度有好高&#xff1f;我们会下意识的从底层开始往上数&#xff0c;假如楼有6层&#xff0c;则我们会说&#xff0c;这个楼有6层楼那…

经典PID算法

首先感谢黄工&#xff0c;公众号strongerHuang&#xff0c;以下为三篇文章整合而成。 文章链接&#xff1a; https://mp.weixin.qq.com/s/6Ew431m4nXhScpNVp8mGxQ https://mp.weixin.qq.com/s/JYWnu67HEx2uMrntcUhggQ https://mp.weixin.qq.com/s/IrTehHvTofXWP_BapoN1NQ 在工…

PID控制原理

PID控制原理 在模拟控制系统中,控制器最常用的控制规律是PID控制。 PID控制器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。 PID控制规律为 数学表达形式为: 进行拉普拉斯变换,写出传递函数的形式: kp为比例系数,T1为积分时间常数,Td为微分时间常数。…

SMART PLC PID算法基本解析(附公式)

在稳态运行中,控制器调节输出值,使偏差 (e) 为零。偏差是设定值(目标值)与过程变量(实际值、反馈值)之差。输出 = 比例项 + 积分项 + 微分项 离散化的PID公式基本框架几乎一样,不同的厂家描述符号,变量名称定义可能不太一样, 从公式中可以看出,积分项是从第一次采样到…

PID算法-理论分析

连续PID算法 典型PID算法框图 r(t)&#xff1a;设定状态量y(t)&#xff1a;实际状态量e(t)&#xff1a;当前误差u(t)&#xff1a;控制 器输出 P-比例环节 u p ( t ) K p ∗ e ( t ) K p [ r ( t ) − y ( t ) ] u_{p}(t)Kp*e(t)Kp[r(t)-y(t)] up​(t)Kp∗e(t)Kp[r(t)−y(t)…

PID详解

PID在控制领域应该是应用最为广泛的算法了&#xff0c;在工业控制&#xff0c;汽车电子等诸多领域中运用 下面我用一个例子和算法过程来讲解PID的概念 PID&#xff1a; P比例控制&#xff1a;基本作用就是控制对象以线性的方式增加&#xff0c;在一个常量比例下&#xff0c;动态…

模糊PID算法

在讲解模糊PID前&#xff0c;我们先要了解PID控制器的原理&#xff08;本文主要介绍模糊PID的运用,对PID控制器的原理不做详细介绍&#xff09;。PID控制器&#xff08;比例-积分-微分控制器&#xff09;是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件&#xff0c;由比例单元P、积分…

PID控制器整理分享

概述 日常开发中&#xff0c;常常需要对速度、温度等物理量进行稳态控制&#xff0c;而在目前的自动化控制原理中&#xff0c;使用最为广泛的方法就是PID控制算法。本文简要整理分享PID控制器的使用。 正文 PID控制器&#xff0c;即比例-积分-微分控制器。它是一个不依赖系统…

PID算法详解

文章目录 什么是pid比例&#xff08;p&#xff09;控制积分&#xff08;I&#xff09;控制微分&#xff08;D&#xff09;控制PID使用增量式PIDC语言实现pid算法 什么是pid PID算法是一种具有预见性的控制算法&#xff0c;其核心思想是&#xff1a; 1>. PID算法不但考虑控制…

《PID》一篇文章带你搞懂使用PID

节选自本人博客&#xff1a;https://www.blog.zeeland.cn/archives/pid-learning 本文为笔者参考了网上众多大神的解析之后加上自己的理解整合起来的&#xff0c;因此在内容上部分参考了其他作者&#xff0c;目的仅用作参考以便更好地学习&#xff0c;如有侵犯&#xff0c;可联…

PID几种公式总结

模拟式PID 其中&#xff0c;t为采样时间 位置式PID 其中&#xff0c;为采样间隔 增量式PID 增量式PID和位置式PID都是数字式PID&#xff08;模拟式PID的离散化&#xff09;的不同表达形式&#xff0c;因为计算机只能处理离散数据&#xff0c;将连续信号变为离散信号&#xff…

PID控制及公式讲解

1、PID引入 2、PID代码 /*******************************************************************位置式pid********************************************************************/ double PID(double Actual,double SET){ static double E_sum,Error_last; //上一…

一文读懂PID控制算法(抛弃公式,从原理上真正理解PID控制)

一文读懂PID控制算法&#xff08;抛弃公式&#xff0c;从原理上真正理解PID控制&#xff09; PID控制应该算是应用非常广泛的控制算法了。小到控制一个元件的温度&#xff0c;大到控制无人机的飞行姿态和飞行速度等等&#xff0c;都可以使用PID控制。这里我们从原理上来理解PI…

PID公式的推导过程及实现代码

一、PID框图&#xff1a; n0(t)是要稳定的值 n(t)是当前输出值 e(t) n0(t) - n(t) 一、模拟PID控制原理 这个公式网络上很好找&#xff1a; 二、数字PID控制 由于模拟的微积分运算对应计算机来说是不太好写代码的&#xff0c;所以要利用采样将数据离散化 于是公式就可以转换…

经典的pid公式,好脑子不如烂笔头。

这个算法涉及昨天&#xff0c;今天&#xff0c;明天。 思路就是以史为鉴&#xff0c;预测明天&#xff0c;改革当前。

PID公式通俗理解

PID调节是有方法、有规律可循的&#xff0c;不过在此之前先深入理解其公式。 别怕&#xff0c;先看认真看PID本体&#xff1a; 其中&#xff1a; u(t) -------------输出曲线&#xff0c;pid输出值随时间的变化曲线 Kp --------------比例系数 e(t)------------- 偏差曲线&…

PID公式

位置型PID&#xff1a; 增量式PID&#xff1a; 增量式PID和位置式PID的优缺点&#xff1a; 位置式PID&#xff1a; u&#xff08;k&#xff09;的值和执行机构的位置&#xff08;如阀门开度&#xff09;是一一对应的&#xff0c;因此通常称该公式为位置式PID控制算法 缺点&…