Rdeče in črno drevo: opis, značilnosti

Rudolf Bayer je v zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja razvil sistem "rdečih dreves". Ime je bilo podano L. Gimpasu in R. Sedgwicku.

Kakšno rdeče črno drevo

Opozoriti je treba, da so vrsta samozaposlenih uravnoteženje binarnih dreves, ki zagotavlja velikost štetja višine števila enot in proizvodnjo primarnih in osnovne procese iskalno drevo v kratkem času. Takšne operacije vključujejo namestitev, izključitev in iskanje vozlišča. Stanje je zagotovljeno na podlagi dokončanja atributa označitve aplikacije vozlišča, barve. Ta lastnost prevzame enega od možnih konceptov in se označi z eno od navedenih barv.

Število črnih enot na veji od začetka (korena) do zadnjega (list) se imenuje črna višina drevesa.

Pojav izraza

V svojem delu, ki opisuje samozadostno iskanje drevesa, avtorji članka verjetno niti niso pričakovali, da bodo postali ustanovitelji novega izraza. Kljub temu je usoda odredila, da ima tiskarna samo dve barvi. Označili so tudi vsak bit, ki se pridruži naslednjemu vozlišču.

Uporaba

V računalništvu se za ustvarjanje primerljivih podatkov uporabljajo rdeče-črne drevesa, ki lahko vključujejo različne odlomke in dele napisa ali številk.

Lahko ustvarite črno-črno drevo na Actionscript, Python, C + + in skoraj vsak drug programski jezik. Zelo je preprosto. Rdeče črno drevo Java je prav tako precej razširjena.

Značilnosti

Črno-rdeča drevesa iščejo drevesa v binarnem koordinatnem sistemu. V teh sistemih ima katerokoli vozlišče določeno barvno vrednost. Lahko prevzame eno od zgornjih zapisov. Poleg vseh uporabljenih pogojev za binarna drevesa, za obravnavane sorte, se uporabljajo tudi ta pravila:

• Barva vozlišča je izključno ena od zgoraj navedenih. Ni drugih možnosti, se to odraža tudi v imenu izraza.
• Koren drevesa mora biti vedno pobarvan črno. Izjeme so možne, vendar takšno odstopanje od pravila dodaja k nevarnosti, da bo drevo samozavesti.
• Vsi listi imajo ničelno vrednost (NIL) in so označeni s črno barvo.
• Pomembno je zagotoviti, da sta dva potomca vsakega rdečega starševskega vozla črna.
• Vsaka preprosta pot od določenega vozlišča do katere koli listnate vozlišča otroka zagotavlja natanko enako število črnih strukturnih enot.

Včasih rdeče-črne drevesa razlagajo kot banalno binarno iskanje dreves. Njihove razlike določi le dejstvo, da so namesto nekaterih barvnih vozlišč v zgornjih vrednostih obarvana rebra.

Zakaj izbrati natanko rdeče črne drevesa

Črno-rdeča drevesa so ena najpogostejših variant samonastavljivega binarnega iskanja dreves, ki se najpogosteje obravnavajo v praktičnem smislu.

Kaj pojasni njihovo priljubljenost? Praksa je len in vredno priznati. Vse, kar je preveč okoren in težko uporabljati, hkrati pa ustvari primerljiv rezultat, podobno kot preprostejše metode, umre ali gre v oddaljeno prihodnost. Takšna razširjenost v ljudeh z rdečimi črnimi drevesi je razvidna iz dejstva, da najpogosteje zagotavljajo optimalno ravnotežje med kakovostjo in ravnjo ravnotežja ter zvijačo njegovega vzdrževanja.

Na primer, če jih primerjamo s popolno ravnotežje na stopnjo njihovih dreves, lahko pride do situacije, ko je bilo ugotovljeno, da so "idealni" predstavniki naložiti preveč nezdružljivih zahtev. V pogojih izvajanja ukrepov izključevanja iz drevesa ali preobrata se preveč časa in truda porabi za stabilizacijo ravnovesja v danem položaju.

Procesi

Postopek preverjanja črno-rdečih binarnih dreves je skoraj enak za vse druge binarne podružnice. To velja, ker je vsako črno-rdeče drevo ena od posebnih variant klasičnega binarnega iskalnega drevesa.

Vendar pri delu z njimi je treba upoštevati, da je bolj verjetno, da lahko neposredna proizvodnja delovanja vključitve ali izključitve podatkov povzroči škodo strukturi črno-rdečih dreves. Velika prednost je, da je za rekonstrukcijo lastnosti potrebno relativno majhno število ukrepov, kot so spreminjanje barv in pogosto manj kot tri rotacije drevesa. Pravzaprav vsa ta operacija ne traja veliko časa.

Če želite nadaljevati z dejanjem vstavljanja ali vklopa elementa, morate povečati naslednje vozlišče. Ta funkcija je podobna v vseh binarnih iskalnih drevesih. Naslednji korak je barva vozlišča v rdeči barvi. Edina razlika je v tem, da če prvič vstavite list, ko vstavite v binarno drevo iskanja, potem črno in rdeče ne prenašajo nobenih informacij. Zato se namesto njih doda notranje vozlišče, ki ima rdečo barvo in dva črna potomca.

Nadalje so naši ukrepi neposredno pogojeni z barvo sosednjih vozlišč. Za njih se uporablja izraz "stric". Neposredna analogija z rodoslovnim drevesom. Zato:

• Vedno je treba uresničiti lastnost, da morajo vsi listi ohraniti črno barvo.
• Zaporedje dejstva, da sta dva derivata vsakega rdečega vozla obdržala črno barvo, je mogoče prekiniti. Toda to se zgodi samo, če dodate rdečo vozlišče, če spremenite barvo črne v rdeče ali ko obrnete celotno drevo.
• Upoštevajte tudi, da je lahko kršeno zaporedje od vozlišča do lista, vključno z enakim številom črnih vozlišč. To se zgodi šele, ko je črno vozlišče vklopljeno, rdeči element se spremeni v črno, pa tudi v nasprotnem položaju črne barve na rdečo. To je mogoče storiti tudi pri vrtenju drevesa.

Po preučevanju vsega navedenega ni težko razumeti, kako se iskanje izvaja v rdeče črnem drevesu.

Interpretacija tako preprostega koncepta kot drevesa je zanimiva, z opisom njegove barve - rdeče-črne ali črno-rjave barve. Zdaj se tudi zavedate tega.