平衡二叉树(AVL)
那对图 1 进行下改造,把数据重新节点重新连接下,图 2 如下:
图 2 可以看到以下特性:
1. 所有左子树的节点都小于其对应的父节点(4,5,6)<(7);(4)<(5);(8)< (9);
2. 所有右子树上的节点都大于其对应的父节点(8,9,10)>(7);(6)>(5);(10)>(9);
3. 每个节点的平衡因子差值绝对值 <=1;
4. 每个节点都符合以上三个特征。
满足这样条件的树叫平衡二叉树(AVL)树。
问:那再次查找节点 5,需要遍历多少次呢?
由于数据是按照顺序组织的,那查找起来非常快,从上往下找:7-5,只需要在左子树上查找,也就是遍历 2 次就找到了 5。假设要找到叶子节点 10,只需要在右子树上查找,那也最多需要 3 次,7-9-10。也就说 AVL 树在查找方面性能很好,最坏的情况是找到一个节点需要消耗的次数也就是树的层数, 复杂度为 O(logN)
如果节点非常多呢?假设现在有 31 个节点,用 AVL 树表示如图 3:
图 3 是一棵高度为 4 的 AVL 树,有 5 层共 31 个节点,橙色是 ROOT 节点,蓝色是叶子节点。对 AVL 树的查找来看起来已经很完美了,能不能再优化下?比如,能否把这个节点里存放的 KEY 增加?能否减少树的总层数?那减少纵深只能从横向来想办法,这时候可以考虑用多叉树。