堆和红黑树之间有什么区别？

Question

我们知道堆和红黑树都有这些属性：

1. 最糟糕的搜索费用是lgN;
2. 最坏情况下的插入成本是lgN。

因此，由于红黑树的实施和运作很困难，为什么我们不只是使用堆而不是红黑树？我很困惑。

Answer 1

您无法在O(log n)中的堆中找到任意元素。这需要O(n)。您可以在O(1)中的堆中找到第一个元素（最小的，比如说），并在O(log n)中找到提取。红黑树和堆具有完全不同的用途，内部排序和实现：有关详细信息，请参阅下文。

典型用途

红黑树：存储字典，以及查找您想要按键排序的元素，以便您可以按顺序迭代它们。插入和查找是O(log n)。

堆：优先级队列（和堆排序）。最小和插入的提取是O(log n)。

结构强加的一致性限制

红黑树：总排序：左子＆lt;父母＆lt;正确的孩子。

堆：支配地位：父母＆lt;只有孩子。

（请注意，您可以替换比＆lt;）

更通用的排序

实施/内存开销

红黑树：用于表示树结构的指针，因此每个元素的开销。通常使用在免费存储上分配的多个节点（例如，在C ++中使用new），节点指向其他节点。保持平衡以确保对数查找/插入。

堆：结构是隐式的：根位于0位，根位于1和2处，等等，因此每个元素没有开销。通常只存储在一个数组中。

Answer 2

红黑树：
具有确定性平衡策略的二叉搜索树的形式。此Balancing可确保良好的性能，并且始终可以在O（log n）时间内进行搜索。

堆：
我们需要搜索堆中的每个元素，以确定元素是否在内部。即使有优化，我相信搜索仍然是O（N）。另一方面，最好在集合O（1）中找到最小值/最大值。