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请问java中HashMap是怎么实现的,还有treeMap的实现原理是红黑树,请解释一下红黑树参考资料的网页上有比较的代码,java红黑树源代码你可以仔细看下~~~
java中HashMap,LinkedHashMap,TreeMapjava红黑树源代码,HashTable的区别
java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map;它有四个实现类,分别是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和TreeMap
Map主要用于存储健值对java红黑树源代码,根据键得到值,因此不允许键重复(重复了覆盖了),但允许值重复 。
Hashmap 是一个最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度,遍历时,取得数据的顺序是完全随机的 。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为 Null;HashMap不支持线程的同步,即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致 。如果需要同步,可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力 , 或者使用ConcurrentHashMap 。
Hashtable与 HashMap类似,它继承自Dictionary类 , 不同的是:它不允许记录的键或者值为空;它支持线程的同步,即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了 Hashtable在写入时会比较慢 。
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序,在用Iterator遍历LinkedHashMap时 , 先得到的记录肯定是先插入的.也可以在构造时用带参数,按照应用次数排序 。在遍历的时候会比HashMap慢 , 不过有种情况例外,当HashMap容量很大,实际数据较少时 , 遍历起来可能会比LinkedHashMap慢,因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关,和容量无关 , 而HashMap的遍历速度和java红黑树源代码他的容量有关 。
TreeMap实现SortMap接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序,也可以指定排序的比较器 , 当用Iterator 遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的 。
一般情况下,java红黑树源代码我们用的最多的是HashMap,HashMap里面存入的键值对在取出的时候是随机的,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值 , 具有很快的访问速度 。在Map 中插入、删除和定位元素,HashMap 是最好的选择 。
TreeMap取出来的是排序后的键值对 。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键,那么TreeMap会更好 。
LinkedHashMap 是HashMap的一个子类 , 如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap可以实现,它还可以按读取顺序来排列,像连接池中可以应用 。
红黑树(Red-black tree)树 是一种 抽象数据类型 ,或是实作这种抽象数据类型的数据结构,用来模拟具有树状结构性质的 数据集合。
红黑树 是一种自平衡二叉查找树,典型的用途是实现 关联数组 ,它是复杂的,但它的操作有着良好的最坏情况运行时间,并且在实践中是高效的 O(logn ) 时间内做查找,插入和删除,这里的 n 是树中元素的数目 。
一个由n个节点随机构成的二叉查找树的高度为(logn).证明如下:
而时间复杂度是以某个基础数据操作的重复次数作为量度 。红黑树的是二叉搜索树,左子树上所有节点的值均小于他的根节点的值,右子树上所有节点均大于根节点的值,左右子节树相对根节点按大小分布 。如果把每次节点值的比较看成基础数据操作,那么最差的查找情况是一直查找到高度最大的根节点,那么查找的时间复杂度即与高度成正比,可表示成 O(logn )。
简单了解了红黑树的字面定义 , 下面动手感受下红黑树的相关操作 。当你插入或者删除一个节点时,可能会破坏红黑树的性质,所以需要对树节点进行重新着色或者旋转,来保持红黑树的结构 。首先看下二叉树的旋转 。
假设pivot节点不为空,其右子树不为空,那么左旋即是:使pivot的右孩子Y为子树的根,pivot节点为子树根节点的左孩子,pivot左孩子、Y节点的右孩子不改变,Y节点左孩子变为pivot节点右孩子 。
假设pivot节点不为空,其左子树不为空 , 那么右旋:使pivot的左孩子Y为子树的根,pivot节点为子树根节点的右孩子,pivot的右孩子、Y节点的左孩子不变,Y节点的右孩子变为pivot节点的左孩子 。
实战演练之增加、删除节点时 , 如何保证红黑树的性质不被破坏 。
往一个空的红黑树中,依次插入数据:12 1 9 2 0 11 7 19 4
节点为根节点,所以为黑色,两个null节点为黑色节点 。
按照二叉搜索树的逻辑,9小于12、大于1,应该是1节点的右孩子 。但,新增的两个NIL节点已经使得12,1,9,NI这条路径的黑色节点至少为两个 , 而12,NIL这条路径的黑色节点只有两个 。所以要对1节点进行左旋 , 9节点变为12节点的左孩子,发现问题还是存在 。继续 , 对12节点进行右旋,9节点为根节点,1、12分别为9节点的左右孩子 。尝试着色 , 9节点必须为黑色,而1 , 12节点可以为红色,也可以为黑色 。
0节点直接作为1节点的左孩子,保持跟2节点相同的颜色即可 。左右子树依旧保持平衡 。
从二叉查找树的性质看,7节点作为2节点的右孩子即可 。这时来分析着色问题 , 我们先看最短路径的黑色分布,9,12 , NIL这条路径,有三个黑色节点,以此为参考,尝试改变9节点左子树的着色 。目前最长的路径是9,1 , 2,7 , NIL这条路径 。保持三个黑色节点的话,9跟NIL已经为黑色节点,而红色节点又不能挨着 , 所以只能是1为红色节点,2为黑色节点,7为红色节点 。那么9 , 1 , 0,NIIL这条路径,0就要为黑色节点 。调整完毕 。
19节点作为12节点的右孩子,与左孩子保持一样的红色即可 。
4节点应该作为7节点的左子树,无论着什么颜色 , 以1节点为根节点的子树,都要破坏红黑性质 。所以应该进行旋转 。先以7为根节点进行一次右旋,再以2为根节点进行一次左旋 。尝试着色即可 。
类似插入节点的分析、总结,删除节点也可以针对每种场景找到固定的着色方法,就像玩一个游戏 , 有自己的推理跟玩法 。我先做个PPT,这块稍后补充 。
所有的插入、删除都是有限个情况 , 基于插入、删除的情况分析,即可编写算法生成红黑树 , 使其在固定的业务场景中发挥红黑树稳定操作效率的特色了 。
在 计算机科学 中,AVL树 是最先发明的 自平衡二叉查找树。在AVL树中任何节点的两个 子树 的高度最大差别为一,所以它也被称为 高度平衡树。查找、插入和删除在平均和最坏情况下都是 O (logn ) 。增加和删除可能需要通过一次或多次 树旋转 来重新平衡这个树 。
节点的 平衡因子 是它的左子树的高度减去它的右子树的高度(有时相反) 。带有平衡因子1、0或 -1的节点被认为是平衡的 。带有平衡因子 -2或2的节点被认为是不平衡的,并需要重新平衡这个树 。平衡因子可以直接存储在每个节点中,或从可能存储在节点中的子树高度计算出来 。
不提问题的码农不是好程序员 。自己写完了红黑树的简单剖析 , 感觉还是只懂皮毛,没有从触碰到算法的核心内容 。所以 , 不妨留几个小问题,担心自己脑子生锈或者没事想玩手机的时候,再提笔研究下红黑树 。
教你初步了解红黑树
算法的时间复杂度和空间复杂度-总结
红黑树从头至尾插入和删除
AVL树
红黑树C源码实现与剖析
Echo
8 Nov,2016
有关红黑树的java程序,编译成功但运行不出结果 。java8不是用红黑树来管理hashmap,而是在hash值相同的情况下(且重复数量大于8),用红黑树来管理数据 。红黑树相当于排序数据 。可以自动的使用二分法进行定位 。性能较高 。
一般情况下,hash值做的比较好的话基本上用不到红黑树 。
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