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c++ multimap是紅黑樹(shù)還是什么?

來(lái)源:千鋒教育
發(fā)布人:xqq
時(shí)間: 2023-10-11 05:10:45 1696972245

一、c++ multimap是紅黑樹(shù)還是什么

C++標(biāo)準(zhǔn)并未硬性規(guī)定multimap必須使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),只是對(duì)其特性有所要求,比如容器內(nèi)元素必須有序,查找刪除時(shí)間復(fù)雜度得是對(duì)數(shù)級(jí)等等。 而紅黑樹(shù)確實(shí)非常適合用于這種場(chǎng)景,所以主流的STL版本都采用紅黑樹(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)multimap。 事實(shí)上如果你喜歡也可以自己用AVL樹(shù)或者甚至都不需要平衡二叉樹(shù),比如skiplist就是個(gè)不錯(cuò)的選擇,來(lái)實(shí)現(xiàn)multimap。這些都是符合C++標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。

紅黑樹(shù)(RB-Tree)—map,set,multimap,multiset底層使用紅黑樹(shù)

Red-Black tree(紅黑樹(shù))是平衡二分搜索樹(shù)(balanced binary search tree)中常被使用的一種。平衡二分搜索樹(shù)的特性:排列規(guī)則有利search和insert,并保持適度平衡—無(wú)任何結(jié)點(diǎn)過(guò)深。

RB-Tree提供遍歷操作及iterators。

按正常規(guī)則(++ite)遍歷,便能獲得排序狀態(tài)(sorted)。

我們不應(yīng)該使用RB-Tree的iterators改變?cè)刂担ㄒ驗(yàn)樵赜衅鋰?yán)謹(jǐn)?shù)呐帕幸?guī)則)。變成層面并未阻止此事。如此設(shè)計(jì)是正確的,因?yàn)镽B-Tree即將為set何map服務(wù)(作為其底層支持),而map允許元素的data被改變,只有元素的key才是不可被改變的。

RB-Tree提供兩種insertion操作:insert_unique()和insert_equal()。前者表示節(jié)點(diǎn)的key一定在整個(gè)tree中獨(dú)一無(wú)二,否則安插失?。缓笳弑硎竟?jié)點(diǎn)的key可重復(fù)。

容器set和multiset,底層容器使用的是紅黑樹(shù)(rb_tree)

set/multiset以rb_tree為底層結(jié)構(gòu),因此有元素自動(dòng)排序特性。排序的依據(jù)是key,而set/multiset元素的value和key合一:value就是key。

set/multiset提供遍歷操作及iterators。按正常規(guī)則(++ite)遍歷,便能獲得排序狀態(tài)(sorted)。

我們無(wú)法使用set\multiset的iterators改變?cè)刂担ㄒ驗(yàn)閗ey有其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐帕幸?guī)則)。set\multiset的iterator是其底部的rb_tree的const iterator,就是為了禁止用戶對(duì)元素賦值。

set元素的key必須獨(dú)一無(wú)二,因此其insert()用的是rb_tree的insert_unique()。

multiset元素的key可以重復(fù),因此其insert()用的是rb_tree的insert_qeual()。

延伸閱讀:

二、紅黑樹(shù)概念

與AVL樹(shù)一樣,紅黑樹(shù)也是map、set等關(guān)聯(lián)式容器的底層結(jié)構(gòu)。但紅黑樹(shù)是現(xiàn)代主流的底層結(jié)構(gòu),STL使用的便是紅黑樹(shù)。其原因在于:AVL樹(shù)保持平衡的方法太過(guò)于絕對(duì)(必須保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)的左右子樹(shù)的高度差不超過(guò)1),而紅黑樹(shù)的性質(zhì)保證了其具有一定的”柔韌性”以及可觀的效率。

紅黑樹(shù)的本質(zhì)也是一顆二叉搜索樹(shù),但在原有的基礎(chǔ)上做了平衡處理。紅黑樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)增加一個(gè)存儲(chǔ)位,用來(lái)表示節(jié)點(diǎn)的顏色,可以是紅色也可以是黑色。

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