红黑树中颜色的位域存储

红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，它在插入和删除节点时通过调整节点的颜色和旋转来保持树的平衡。在红黑树中，每个节点都有一个颜色属性，可以用位域存储来节省空间。

颜色位域存储是一种将颜色属性存储在节点的位域中的技术。通常，红黑树的节点颜色属性可以用一个比特位来表示，其中0表示黑色，1表示红色。使用位域存储可以将颜色属性与其他节点属性存储在同一个字节中，从而减少节点的内存占用。

红黑树中颜色的位域存储具有以下优势：

节省内存空间：使用位域存储颜色属性可以减少每个节点的内存占用，特别是在大规模数据结构中，可以显著降低内存消耗。
提高访问效率：位域存储颜色属性可以使得节点的访问更加高效，因为颜色属性与其他节点属性存储在同一个字节中，可以一次性读取整个字节。
简化代码实现：位域存储可以简化红黑树的实现代码，使其更加简洁和易于理解。

红黑树中颜色的位域存储在实际应用中的场景包括：

数据库索引：红黑树常用于数据库索引的实现，位域存储颜色属性可以提高索引的查询效率和空间利用率。
缓存淘汰算法：在缓存淘汰算法中，红黑树可以用于维护缓存中的数据，位域存储颜色属性可以帮助实现高效的数据插入和删除操作。
文件系统：红黑树可以用于文件系统的元数据管理，位域存储颜色属性可以减少元数据节点的内存占用。

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红黑树遍历与Redis存储

由于其高效性和可预测性的性能，红黑树在许多领域都得到广泛应用。本文将重点介绍红黑树的遍历方式，并探讨如何将红黑树类型的数据存储到Redis中。 --- 1....红黑树简介红黑树是一种二叉查找树，它在每个节点上增加了一个存储位表示节点的颜色，可以是红色或者黑色。红黑树具有以下特性：每个节点要么是红色，要么是黑色。根节点是黑色。...红黑树的遍历方式红黑树的遍历是指按照某种规定的次序访问树的所有节点，常见的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历。 2.1 前序遍历前序遍历是指先访问当前节点，再依次遍历左子树和右子树。...总结本文介绍了红黑树的遍历方式，并讨论了如何将红黑树类型的数据存储到Redis中。红黑树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历，这些遍历方式在实际应用中起到重要作用。...通过使用有序集合，我们可以将红黑树转换为Redis所支持的数据结构，并实现在Redis中存储红黑树的功能。

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红黑树的特性

红黑树的特性：（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。...注意： (01) 特性(3)中的叶子节点，是只为空(NIL或null)的节点。 (02) 特性(5)，确保没有一条路径会比其他路径长出俩倍。因而，红黑树是相对是接近平衡的二叉树。...红黑树的应用比较广泛，主要是用它来存储有序的数据，它的时间复杂度是O(lgn)，效率非常之高。...例如，Java集合中的TreeSet和TreeMap，C++ STL中的set、map，以及Linux虚拟内存的管理，都是通过红黑树去实现的。

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红黑树的创建

红黑树的创建在二叉查找树的最后提到，二叉树最终的形状如下图所示： ? 实际上，为了避免二叉树形状向最坏情况靠拢，通常会创建能够自平衡的 2-3 树。...而红黑树是 2-3 树比较简单的一种实现形式：红黑树将用二叉树表示 2-3 树，实现起来相对容易；内部使用向左倾斜的链接表示第三个节点； ?...红黑树定义如下：没有任意节点拥有两个红色链接；从跟节点到末节点的黑色链接数目相等；红色节点向左倾斜；用红黑树来表示 2-3 树例子： ?...红黑树的节点定义节点定义在二叉查找树节点的基础上增加一个 Color 字段，相关代码如下： // Color Const, Red As true, Black as false private...红黑树的创建和二叉查找树类似，为了在添加节点时维持节点的顺序和树的平衡性，增加了如下一些操作：左旋将一个临时向右倾斜的红色链接向左旋转，如下图所示： image.png 对应的 c# 实现代码如下

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红黑树与平衡二叉树的比较及HashMap中红黑树的应用

红黑树与平衡二叉树的比较及HashMap中红黑树的应用红黑树与平衡二叉树的区别定义与平衡条件平衡二叉树（AVL树）是一种特殊的二叉搜索树，其中任何节点的两个子树的高度差不超过1。...这种严格的平衡条件使得AVL树的高度保持在较低水平，从而保证了所有操作的效率。红黑树则是一种更为宽松的自平衡二叉搜索树。...适用场景AVL树适用于查找操作非常频繁，而插入和删除操作较少的场景。红黑树适用于插入和删除操作较为频繁的场景，因为它在这些操作中提供更好的性能。...HashMap中的红黑树Java 8及以后的版本中，当HashMap中的某个桶中的元素数量超过一定阈值（TREEIFY_THRESHOLD，默认为64）时，这个桶将被转换成一个红黑树。...红黑树可以有效地解决这个问题。有序性红黑树保持了元素的有序性，使得在需要有序遍历键值对时更加方便。

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红黑树的构建

因为以祖父节点为根的这棵子树中，调整前，父节点和叔叔节点共享祖父节点的黑色，调整后，祖父节点为红色，但是父节点和叔叔节点为黑色了，不影响以祖父节点为根节点的子树的黑高度...但是因为调整前，以祖父节点为根的子树中，父节点和叔叔共享祖父的一个黑节点，现在祖父变红，父节点变黑，对祖父节点到父节点这条路径的黑高度没影响，但是对...祖父到叔叔这条路径有影响，少了一个黑高度。...所以右旋转前，要先把以父节点为根的子树，左旋转（见下面左旋函数的结束）一下。因为父节点的右孩子比父节点大，所以右孩子会替换父节点成为该子树的新根节点。...我们会发现，这样左旋或右旋，是不是破坏红黑数的规则的。

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7.HashMap 中的红黑树原理

---- 7.HashMap 中的红黑树原理红黑树 ? LinkedHashMap ?...越是喧嚣的世界，越需要宁静的思考。

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轻松搞定面试中的红黑树问题

Structures 教你透彻了解红黑树详细解答 1.stl中的set底层用的什么数据结构？...红黑树 2.红黑树的数据结构怎么定义？...在实际的系统中，例如，需要使用动态规则的防火墙系统，使用红黑树而不是散列表被实践证明具有更好的伸缩性。Linux内核在管理vm_area_struct时就是采用了红黑树来维护内存块的。...红黑树通过扩展节点域可以在不改变时间复杂度的情况下得到结点的秩。 7.如何扩展红黑树来获得比某个结点小的元素有多少个？...在每个节点添加一个size域，表示以结点 x 为根的子树的结点树的大小，则有 size[x] = size[[left[x]] + size [right[x]] + 1; 这时候红黑树就变成了一棵顺序统计树

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红黑树的模拟实现

前言我在前面的文章中，已经详细讲解了二叉搜索树（二叉搜索树的模拟实现-CSDN博客）、AVL树（AVL树模拟实现-CSDN博客）的模拟实现，终于，我要讲解红黑树啦~~~，让我们进入正题吧ヾ(≧▽≦*...)o 概念红黑树也是一棵二叉搜索树，它有如下特点 1、每个节点不是红色就是黑色（从红黑树名字就可得知） 2、根节点是黑色的（这是检查红黑树是否正确的一个判断条件） 3、如果一个节点是红色的...，诞生了红黑树的模拟实现 “颜色”定义虽然红黑树有颜色，但是红色和黑色并不是真的颜色，而是用了枚举enum的知识，将字符串转化为数字（内部），因此黑色红色的定义就是一个枚举 enum COLOR {...，最关键的部分就是Insert部分，而红黑树的Insert部分无非就是 = 平衡的调整 + 颜色的变换也就是说 Insert = 旋转 + 变色基础知识 “叔叔”这个身份的认知我们在红黑树的插入部分...我们进行第三步 (3) 叔叔变为黑色如下图所示细心的读者可能会发现：爷爷的颜色变为红色了在红黑树这个非红即黑的树下，我们就需要对“红色”极其敏感这里爷爷不一定是祖先，所以，我们应该注意爷爷的父亲是什么颜色

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红黑树的简单介绍

红黑树红黑树的概念红黑树，是一种二叉搜索树，但在每个结点上增加一个存储位表示结点的颜色，可以是Red或Black。...2倍，他的要求并没有AVL树那么严格，所以红黑树的旋转次数要比AVL树少很多，效率自然就提升了，故而实际应用中红黑树要比AVL树用的更多一些。...红黑树的定义根据上面的红黑树的性质和我们之前学习的AVL树的知识的铺垫，我们就可以很快的将红黑树的基本框架搭起来：与AVL树的平衡因子不同，红黑树除了节点外还要枚举节点的颜色我们将黑色和红色先进行枚举...例如：下图中新增红节点不一定会导致红黑树不平衡，但是如果新增的节点颜色是黑色，那么一定要进行操作来保持这棵树的平衡红黑树的插入和AVL树一样，红黑树的插入操作可以分为两步： 1.按照二叉搜索的树规则插入新节点...检测新节点插入后，红黑树的性质是否造到破坏因为新节点的默认颜色是红色，因此：如果其双亲节点的颜色是黑色，没有违反红黑树任何性质，则不需要调整；但当新插入节点的双亲节点颜色为红色时，就违反了性质三不能有连在一起的红色节点

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左倾红黑树、右倾红黑树、AA树，你不知道的还有很多！

细心的同学会发现①和②是同一颗2-3-4树演化而来，③是这颗2-3-4树缩小成2-3树的样子。那么，到底什么是红黑树呢？红黑树是每个节点都带有颜色属性的二叉查找树，颜色或红色或黑色。...所以，整颗红黑树中，如果存在红色节点，那么只能是下面这两种形态： ?...AA树，是指红黑树中所有的红色子节点必须只能是右节点，左子节点一律不允许是红色子节点，所以，在AA树中，红色子节点只能是下面这一种形态： ?...所以，你把这颗二叉树中的所有元素排个序（或者中序遍历一下），在M前面的那个节点就是前置节点，在M后面的那个节点就是后继节点。...如果按照经典红黑树的说法，要看它的兄弟节点的颜色，有可能还要看它兄弟节点的子节点的颜色，情况大概有三四种，根本不可能记得住，我这里介绍一种更牛逼的方法，保证你看一遍就能记住。

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红黑树与平衡二叉树_理解红黑树很难？不存在的，史上最详细的红黑树图解

Java7中HashMap的实现就是一个数组，然后数组中的每一个元素又是一个链表，这个链表的存在是为了解决哈希冲突导致的问题，就是一个元素经过哈希计算后得到元素的存储位置，但是这个位置已经有其它元素占领...，也就是占领元素和新插入元素都在这个数组中的同一个位置，此时就用链表进行维护这个存储位置。...也就是说Java7中HashMap使用数组加链表的形式实现的，简单点可以用下面的图比较直观的表示：而在Java8以后，java对HashMap做了改进，在链表长度超过8的时候，将数据的存储从链表转变为使用红黑树这种数据结构进行存储...，之所以使用红黑树，是因为红黑树的检索比链表要快的多，在链表中要查找某个元素，需要使用遍历的方式实现，此时查找需要的时间复杂度是O(n)，而对于红黑树来说，它需要的时间复杂度是O(logn)，之所以是O...10的颜色设为父节点25的颜色，也就是红色，最后再将父节点25的颜色设为黑色，把兄弟节点10的左子节点8设为黑色，此时就可以保持红黑树的再平衡。

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数据结构中红黑树的详细解析

红黑树具有良好的效率,可以在时间内完成查找,增加,删除操作 Java中的TreeMap, HashMap都是基于红黑树的数据结构实现的红黑树的性质: 根节点是黑色节点是红色或者黑色叶子节点是黑色...第一点要求等价于: 任何一个末代孙节点到根节点的简单路径中,黑色节点数目相同任何两个末代孙节点抵达任意一个相同父节点的简单路径中,黑色节点数目相同父节点和叔叔节点都为红色: 如果向已有的红黑树中插入新节点...插入一个红色的新节点,此时所有路径上黑色节点的数量不变,只会出现两个连续的红色节点的情况.此时通过变色和旋转即可调整红黑树根节点颜色: 红黑树的根节点颜色不会影响红黑树的第一条性质如果红黑树的根是红色...然后将指针指向子节点直到指针指向末代节点最后删除节点红黑树的删除节点操作: 不需要考虑颜色,更加简单只要被删除节点有子节点,该节点的值就要和子节点的值进行交换在值交换的过程中,不需要交换节点的颜色...然后将指针指向子节点,直到指针指向末代节点最后要考虑到节点的颜色,对节点进行删除但是,末代节点被删除将导致末代节点这条世系彻底消失,所以无论末代节点颜色如何,都不会改变另外世系的黑高 // 红黑树查询

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动画红黑树，旋转的艺术

红黑树为了解决二叉搜索树这种不稳定性，需要结构自身去调整树的平衡性，红黑树是很多平衡搜索树中比较高效的一种。...红黑树的插入操作有3种情况(case)，删除操作有4种情况(case)，部分情况只需要一次旋转甚至只改变颜色不旋转的方式完成。...补充：红黑树面试八股文 1 STL中的set底层用的什么数据结构？红黑树(Map也是) 2 红黑树有哪些性质？...avl树是严格的平衡树，而红黑树没那么严格，因此avl树在搜索上略胜红黑树。也因为太严了，删除操作avl树性能比红黑树差。 5 红黑树相对于哈希表，在选择使用的时候有什么依据？...红黑树是有序的，Hash是无序的，根据需求来选择。红黑树占用的内存更小（仅需要为其存在的节点分配内存），而Hash事先就应该分配足够的内存存储散列表（即使有些槽可能遭弃用）。

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红黑树算法的Java实现

红黑树算法的Java实现红黑树算法的Java实现红黑树我的主页 www.csxiaoyao.com 红黑树 github: https://github.com/csxiaoyaojianxian...nil = new RedBlackTreeNode(); private RedBlackTreeNode root = new RedBlackTreeNode(); //构造空红黑树...z信息 RedBlackTreeNode y = z; //在结点删除或者移动前必须保存结点的颜色 String yOriginColor = y.getColor...，即z的后继 y = TREE_MINIMUM(z.getRight()); //删除的实际是y的位置的结点，要记录y的颜色 yOriginColor...x = x.getParent(); } //case3：w兄弟结点为黑，w的左孩子为红，右孩子为黑

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爱恨交织的红黑树

红黑树也是二叉查找树，但比普通的二叉查找树多一些特性条件限制，每个结点上都存储有红色或黑色的标记。因为是二叉查找树，所以他拥有二叉查找树的所有特性。...变色为了更好分析清楚变色的原因，我们将树中的50结点提取出来作为根结点，如图：向树中添加结点55，得到树如图：这时55和60都为红色结点，不符合红黑树的特性（不允许连续两个结点都为红色），这时我们需要调整...旋转在插入和删除中，会频繁用到该操作，为了满足我们的五条特性，通过旋转可以生成一颗新的红黑树，旋转分为左旋转和右旋转。...现在得到的红黑树，又出现违背（任一结点到叶子结点的每条路径上黑色结点数量都相等）特性，左树比右树多一个黑色结点，此时将38，20，15，27颜色改变。...懂得其原理和设计思想的话，应用到实际中解决问题确实是很不错的设计。当然，红黑树在实际的操作过程中是多变的，复杂的，要完全掌握还是要花点时间来研究的。关注【ytao】，更多的好文输出

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基于红黑树的TreeMap使用

背景最近在项目中做异步任务调度服务的时候，用到红黑树来实现异步任务的管理，挑选出最符合条件的任务执行，于是使用到了TreeMap来管理 TreeMap与TreeSet TreeSet中使用了TreeMap...，lowerKey等方法来辅助红黑树获取/存放数据只是通常TreeMap的Key不是一个简单类型，而是一个对象，存储相关的信息，如下所示 public class JobInfo implements...，同时操作完后，更新Key的time属性，重新调整红黑树，以至于可以在下一次直接获取最左节点的Key进行操作。...在TreeMap中并没有直接调整Key，或者说红黑树重新自平衡的方法，只能通过先remove，再Put，才能保证红黑树的平衡性 JobInfo removeKey; removeKey.time...(removeKey,value); 应该先remove，获取到Value后，再更新Key，重新put，这样的红黑树才会重新根据Key自平衡。

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关于红黑树，在HashMap中是怎么应用的？

前言 " 在阅读HashMap源码时，会发现在HashMap中使用了红黑树，所以需要先了解什么是红黑树，以及其原理。从而再进一步阅读HashMap中的链表到红黑树的转换，红黑树的增删节点等。..." - - 刘志航什么是红黑树？红黑树的概念红黑树的性质红黑树的操作在HashMap中是怎么应用的？ HashMap 1 什么是红黑树？...红黑树的概念？ " 红黑树（英语：Red–black tree）是一种自平衡二叉查找树，是在计算机科学中用到的一种数据结构，典型的用途是实现关联数组。...红黑树的结构复杂，但它的操作有着良好的最坏情况运行时间，并且在实践中高效：它可以在O(logN)时间内完成查找、插入和删除，这里的n是树中元素的数目。..." —— 维基百科红黑树的五大性质 " 红黑树是每个节点都带有颜色属性的二叉查找树，颜色为红色或黑色。

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