何时选择RB树,B树或AVL树?

时间:2009-10-19 15:58:16

标签: data-structures tree b-tree avl-tree red-black-tree

作为程序员,我应该何时考虑使用RB树,B树或AVL树? 在决定选择之前需要考虑哪些关键点?

有人可以解释一下每个树形结构的场景,为什么选择其他树木参考关键点?

4 个答案:

答案 0 :(得分:108)

带上一点盐:

当您管理超过数千个项目并且从磁盘或某些慢速存储介质中分页时,

B-tree。

当您在树上进行相当频繁的插入,删除和检索时,

RB树。

当您的插入和删除相对于您的检索很少时,AVL树。

答案 1 :(得分:19)

我认为B +树是一个很好的通用有序容器数据结构,即使在主内存中也是如此。即使虚拟内存不是问题,缓存友好性通常也是如此,并且B +树特别适合顺序访问 - 与链表相同的渐近性能,但缓存友好性接近于简单数组。所有这些和O(log n)搜索,插入和删除。

但是,B +树确实存在问题 - 例如当你进行插入/删除时项目在节点内移动,使指向这些项目的指针无效。我有一个容器库,它执行“游标维护” - 游标将自己附加到它们当前在链表中引用的叶节点,因此它们可以自动修复或失效。由于很少有一个或两个游标,它运行良好 - 但它是一个额外的工作所有相同。

另一件事是B +树基本上就是这样。我想你可以根据你是否需要它们来剥离或重新创建非叶子节点,但是使用二叉树节点你会获得更多的灵活性。二进制树可以转换为链接列表并返回而无需复制节点 - 您只需更改指针,然后记住您现在将其视为不同的数据结构。除此之外,这意味着您可以轻松地合并树(将树转换为列表,合并它们,然后转换回树。)

另一件事是内存分配和释放。在二叉树中,这可以从算法中分离出来 - 用户可以创建一个节点然后调用插入算法,删除可以提取节点(从树中分离它们,但不要释放内存)。在B树或B +树中,显然不起作用 - 数据将存在于多项目节点中。编写插入方法来“规划”操作而不修改节点,直到他们知道需要多少个新节点并且可以分配它们是一个挑战。

红黑与AVL?我不确定它会有什么大不同。我自己的库有一个基于策略的“工具”类来操作节点,使用双链表,简单二叉树,splay树,红黑树和treaps的方法,包括各种转换。其中一些方法只是因为我曾经无聊而被实施。我不确定我是否测试过treap方法。我选择红黑树而不是AVL的原因是因为我个人更好地理解算法 - 这并不意味着它们更简单,它只是一段历史,我更熟悉它们。

最后一件事 - 我最初只开发了我的B +树容器作为实验。这是那些从未真正结束的实验之一,但这并不是我鼓励别人重复的事情。如果您只需要一个订购的容器,最好的答案是使用现有库提供的容器 - 例如C ++中的std :: map等。我的库经过多年的发展,它需要很长时间才能保持稳定,而我最近才发现它在技术上是不可移植的(取决于一些未定义的行为WRT偏移)。

答案 2 :(得分:4)

在内存中,当项目数超过32000时,B-Tree具有优势......从speedtest.pdf查看stx-btree

答案 3 :(得分:0)

在选择数据结构时,您需要处理诸如

之类的因素
  • 检索速度v更新速度
  • 结构如何处理最坏情况的操作,例如插入以排序顺序到达的记录
  • 浪费空间

我首先阅读Robert Harvey引用的维基百科文章。

实际上,当使用Java等语言时,普通程序员倾向于使用提供的集合类。如果在性能调优活动中发现收集性能存在问题,则可以寻求替代实现。这很少是业务主导的开发必须考虑的第一件事。人们需要手动实现这样的数据结构是非常罕见的,通常有可以使用的库。