堆或红黑树?

时间:2013-07-17 19:24:33

标签: c++ algorithm data-structures red-black-tree binary-heap

我愿意使用数据结构作为常量空间的溢出缓冲区。我希望有效插入,但最重要的是有效去除min元素。我正在考虑使用堆,因为我有O(log(n))find_min()和log(n)插入和删除。另一方面,我知道不了解与红黑树相比的优势,因为它也有O(log(n))插入和删除但O(1)找到最小/最大。并排序输出的优势(我不关心)。

问题与:Is a red-black tree my ideal data structure?

有关

由于我从std :: map和boost :: heap可以获得这两个结构,为什么我更喜欢使用堆而不是红黑树呢? 最后,使用红黑树我也有一个条目的O(log(n))搜索时间,而对于一个堆,时间是O(n),这是重要的,因为存在重复。

2 个答案:

答案 0 :(得分:15)

不同之处主要在于如何使用这些结构。

  • 二进制堆是非常快速的数据结构,用于插入值和检索最小值。但是,它们不支持有效搜索或删除随机值。

  • 红/黑树是平衡的二叉搜索树,支持有效插入,删除,查找任意值,以及(相当快)查找最小值。但是,与二进制堆相比,它们有很多开销。

如果只需要insert,find-minimum和remove-minimum,二进制堆可能是一个更好的选择,因为开销较低,运行时应该更快。如果您需要插入和删除任意值或查找任意值,红/黑树可能是更好的选择。与所有工程一样,选择正确的数据结构都是为了权衡利弊。

另请注意,如果需要二进制堆,可以使用std::priority_queue;你不需要使用Boost。也不能保证std::map是红/黑树;它可能是某种平衡的BST,但它可以使用其他算法进行平衡。

希望这有帮助!

答案 1 :(得分:3)

堆很容易在连续的内存中实现,即一个数组。红黑树通常构造为每个节点具有单独的堆分配。对于每个树遍历,红黑树最终会访问整个堆中的内存。这是最糟糕的缓存行为。尽管某些操作的算法复杂度对于两种结构都是相同的,但红黑树的常量开销要高得多。