MiYu原创, 转帖请注明 : 转载自 ______________白白の屋 ![]()
讯享网
伸展树(Splay Tree)是AVL树不错的替代,它有以下几个特点:
(1)它是二叉查找树的改进,所以具有二叉查找树的有序性。
(2)对伸展树的操作的平摊复杂度是O(log2n)。
(3)伸展树的空间要求、编程难度非常低。
提到伸展树,就不得不提到AVL树和Read-Black树,虽然这两种树能够保证各种操作在最坏情况下都为logN,但是两都实现都比较复杂。而在实际情况中,90%的访问发生在10%的数据上。因此,我们可以重构树的结构,使得被经常访问的节点朝树根的方向移动。尽管这会引入额外的操作,但是经常被访问的节点被移动到了靠近根的位置,因此,对于这部分节点,我们可以很快的访问。这样,就能使得平摊复杂度为logN。
1、自底向上的伸展树
伸展操作Splay(x,S)是在保持伸展树有序性的前提下,通过一系列旋转操作将伸展树S中的元素x调整至树的根部的操作。
在旋转的过程中,要分三种情况分别处理:
(1)Zig 或 Zag
(2)Zig-Zig 或 Zag-Zag
(3)Zig-Zag 或 Zag-Zig
1.1、Zig或Zag操作
节点x的父节点y是根节点。

1.2、Zig-Zig或Zag-Zag操作
节点x的父节点y不是根节点,且x与y同时是各自父节点的左孩子或者同时是各自父节点的右孩子。


2、自顶向下的伸展树
在自底向上的伸展树中,我们需要求一个节点的父节点和祖父节点,因此这种伸展树难以实现。因此,我们可以构建自顶向下的伸展树。
当我们沿着树向下搜索某个节点X的时候,我们将搜索路径上的节点及其子树移走。我们构建两棵临时的树──左树和右树。没有被移走的节点构成的树称作中树。在伸展操作的过程中:
(1)当前节点X是中树的根。
(2)左树L保存小于X的节点。
(3)右树R保存大于X的节点。
开始时候,X是树T的根,左右树L和R都是空的。和前面的自下而上相同,自上而下也分三种情况:
2.1、Zig操作

如上图,在搜索到X的时候,所查找的节点比X小,将Y旋转到中树的树根。旋转之后,X及其右子树被移动到右树上。很显然,右树上的节点都大于所要查找的节点。注意X被放置在右树的最小的位置,也就是X及其子树比原先的右树中所有的节点都要小。这是由于越是在路径前面被移动到右树的节点,其值越大。

2.2、Zig-Zig操作

这种情况下,所查找的节点在Z的子树中,也就是,所查找的节点比X和Y都小。所以要将X,Y及其右子树都移动到右树中。首先是Y绕X右旋,然后Z绕Y右旋,最后将Z的右子树(此时Z的右子节点为Y)移动到右树中。
2.3、Zig-Zag操作

这种情况中,首先将Y右旋到根。这和Zig的情况是一样的,然后变成上图右边所示的形状。此时,就与Zag(与Zig相反)的情况一样了。
最后,在查找到节点后,将三棵树合并。如图:

2.4、示例:
下面是一个查找节点19的例子。在例子中,树中并没有节点19,最后,距离节点最近的节点18被旋转到了根作为新的根。节点20也是距离节点19最近的节点,但是节点20没有成为新根,这和节点20在原来树中的位置有关系。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容,请联系我们,一经查实,本站将立刻删除。
如需转载请保留出处:https://51itzy.com/kjqy/74960.html