STL源码剖析第5章

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5 关联式容器

容器 分为 序列式 和 关联式

标准的STL关联式容器分为 set 和 map,以及它们的衍生体 multiset 和 multimap
底层实现:RB-tree (红黑树)

不在标准之列的关联式容器:hash table (散列表),以此hash table为底层机制而完成的hash_set, hash_map, hash_multiset, hash_multimap

  • 说明:hash table 散列表及其衍生容器相当重要,未纳入C++标准的原因是,提案太晚

在这里插入图片描述

平衡二叉树 balanced binary tree
包括:AVL-tree, RB-tree, AA-tree,其中最广泛的是STL的RB-tree

STL关联式容器 -> RB-tree -> tree
RB-tree: 可以提供良好搜寻效率的树状结构

树由 节点 和 边 组成

  • 根节点 root : 整棵树的最上端节点
  • 父节点 parent :相连的节点中,上者为父节点
  • 子节点 child: 相连的节点中,下者为子节点
  • 叶节点 leaf: 无子节点者称为 叶节点
  • 二叉树:子节点可以存在多个,如果最多只允许两个子节点,即所谓二叉树
  • 兄弟节点:不同的节点如果拥有相同的父节点,则彼此称为兄弟节点
  • 路径长度(length):根节点至任何节点之间有唯一路径,路径所经过的边数称为路径长度
  • 节点深度(depth):根节点至任一节点的路径长度
  • 节点高度(height):某节点至其最深子节点
  • 节点的大小(size):指所有子代包括自己的节点总数

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那么问题来了:
节点的深度和长度有啥区别?

二叉搜索树 binary search tree

二叉树:任何节点最多只允许两个子节点,两个子节点称为左子节点 和 右子节点
编译器表达树 和 哈夫曼编码树 都是二叉树

平衡二叉树 AVL tree

在这里插入图片描述

任何节点的左右子树高度相差最多1
外侧插入:单旋转
内侧插入:双旋转(利用两次单旋转)

RB-tree

不仅是一个二叉树,还满足以下规则:

  1. 每个节点不是红色就是黑色
  2. 根节点为黑色
  3. 如果节点为红色,其子节点必须为黑色
  4. 任一节点至NULL(树尾端)的任何路径,所含黑节点数必须相同

规则总结:

  • 每个节点都有颜色,非红即黑
  • 根节点为黑
  • 父子两节点不得同时为红
  • 任意节点到达NULL节点之任一路径所包含的黑结点数量必须相同
    在这里插入图片描述

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