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!30 完善红黑树结构实现内容
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77
# 红黑树
88

9-
**红黑树特点** :
9+
## 红黑树数据结构
10+
11+
建立在 BST 二叉搜索树的基础上,AVL、2-3树、红黑树都是自平衡二叉树(统称B-树)。但相比于AVL树,高度平衡所带来的时间复杂度,红黑树对平衡的控制要宽松一些,红黑树只需要保证黑色节点平衡即可。
12+
13+
## **红黑树特点**
1014

1115
1. 每个节点非红即黑;
16+
17+
黑色决定平衡,红色不决定平衡。这对应了2-3树中一个节点内可以存放1~2个节点。
18+
1219
2. 根节点总是黑色的;
20+
1321
3. 每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL 节点);
22+
23+
这里指的是红黑树都会有一个空的叶子节点,是红黑树自己的规则。
24+
1425
4. 如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之不一定);
26+
27+
通常这条规则也叫不会有连续的红色节点。一个节点最多临时会有3个节点,中间是黑色节点,左右是红色节点。
28+
1529
5. 从根节点到叶节点或空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度)。
1630

31+
每一层都只是有一个节点贡献了树高决定平衡性,也就是对应红黑树中的黑色节点。
32+
33+
## 红黑树结构实现
34+
35+
```java
36+
public class Node {
37+
38+
public Class<?> clazz;
39+
public Integer value;
40+
public Node parent;
41+
public Node left;
42+
public Node right;
43+
44+
// AVL 树所需属性
45+
public int height;
46+
// 红黑树所需属性
47+
public Color color = Color.RED;
48+
49+
}
50+
```
51+
52+
### 1.左倾染色
53+
54+
![幻灯片1](pictures/红黑树/红黑树1.PNG)
55+
56+
- 染色时根据当前节点的爷爷节点,找到当前节点的叔叔节点。
57+
- 再把父节点染黑、叔叔节点染黑,爷爷节点染红。但爷爷节点染红是临时的,当平衡树高操作后会把根节点染黑。
58+
59+
### 2.右倾染色
60+
61+
![幻灯片2](pictures/红黑树/红黑树2.PNG)
62+
63+
### 3.左旋调衡
64+
65+
#### 3.1一次左旋
66+
67+
![幻灯片3](pictures/红黑树/红黑树3.PNG)
68+
69+
#### 3.2右旋+左旋
70+
71+
![幻灯片4](pictures/红黑树/红黑树4.PNG)
72+
73+
### 4.右旋调衡
74+
75+
#### 4.1一次右旋
76+
77+
![幻灯片5](pictures/红黑树/红黑树5.PNG)
78+
79+
#### 4.2左旋+右旋
80+
81+
![幻灯片6](pictures/红黑树/红黑树6.PNG)
82+
1783
**红黑树的应用**:TreeMap、TreeSet 以及 JDK1.8 的 HashMap 底层都用到了红黑树。
1884

1985
**为什么要用红黑树?** 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。详细了解可以查看 [漫画:什么是红黑树?](https://juejin.im/post/5a27c6946fb9a04509096248#comment)(也介绍到了二叉查找树,非常推荐)

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