数据结构
栈
特点：后进先出，先进后出
队列
特点：先进先出，后进后出
数组
特点：查询快，增删慢
- 查询速度快：查询数据通过地址值和索引定位，查询任意数据耗时相同。（元素在内存中是连续存储的）
- 删除效率低：要将原始数据删除，同时后面每个数据前移。
- 添加效率较低：添加位置后的每个数据后移，再添加元素。
链表
链表由一个个的结点组成，链表中的结点是独立的对象，在内存中是不连续的。每个结点包括数据和地址两部分：前面是数据，后面是下一个结点的地址。
特点：查询慢，增删快
单向链表
查找时从头到尾，并且一个结点只有数据和后一结点的地址。
双向链表
查找时先分析，要查找的离头近还是离尾近，再进行查找。此时一个结点包含数据，前一结点地址和后一节点地址。
树
树由许多的节点组成，最上层的节点被称为根，最下层的节点被称为叶。
此外，上下层结点间又分为父节点和子节点的关系，一个父节点可以拥有两个子节点：左子结点和右子节点。
在一个节点中，包含：
- 父节点地址
- 值
- 左子节点地址
- 右子节点地址
根没有父节点地址，叶没有子节点地址。
二叉树
定义：任意节点的度<=2的树
- 度：每个节点的子节点数量
- 树高：树的总层数
二叉查找树
定义：二叉查找树，又称二叉排序树或者二叉搜索树
特点：
- 每一个节点上最多有两个子节点
- 任意节点左子树上的值都小于当前节点
- 任意节点右子树上的值都大于当前节点
添加规则：小的存左边，大的存右边，一样的不存。
查找规则：逐一比较，比根小的查左边，比根大的查右边。
遍历方式：
-
前序遍历：当前节点，左子节点，右子节点
-
中序遍历：左子节点，当前节点，右子节点
-
后序遍历：左子节点，右子节点，当前节点
-
层序遍历：一层一层去遍历
弊端：若添加的节点一个比一个大，最后会形成链表而非树。
平衡二叉树
规则：任意节点左右子树高度差不超过1
注意，这里的“任意”指的是这个数中的任意，而非有关联的任意，也就是说根也需要算入其中。
平衡二叉树旋转机制
这个机制是用来保证平衡二叉树的规则能够正常成立的。
- 规则1：左旋
- 规则2：右旋
- 触发时机：当添加一个节点之后，该树不再是一颗平衡二叉树。
左旋
核心：
确定支点：从添加的节点开始，不断地往父节点找不平衡的节点。
- 支点没有左子结点：
- 以不平衡的点为支点
- 把支点左旋降级，变成左子结点
- 晋升原来的右子节点
通俗一点理解可以是，一个正级干部犯了错，破坏了平衡，就得被降级，然后他之前的下一级干部上来顶替他的位置。
- 支点有左子结点：
- 以不平衡的点作为支点
- 将根节点的右侧往左拉
- 原先的右子节点变成新的父节点，并把多余的左子结点出让，给已经降级的根节点当右子节点。
右旋
核心与左旋一致。
- 支点没有右子节点：
- 以不平衡的点为支点
- 把支点右旋降级，变成右子结点
- 晋升原来的左子节点
- 支点有右子节点：
- 以不平衡的点作为支点
- 将根节点的左侧往右拉
- 原先的左子节点变成新的父节点，并把多余的右子结点出让，给已经降级的根节点当左子节点。
需要旋转的四种情况
- 左左：当根节点左子树的左子树有节点插入，导致不平衡
一次右旋。
- 左右：当根节点左子树的右子树有节点插入，导致不平衡
在这里我们需要将左右转换成左左，再去进行右旋才能平衡。
- 右右：当根节点右子树的右子树有节点插入，导致不平衡
一次左旋。
- 右左：当根节点右子树的左子树有节点插入，导致不平衡
先将右左转换成右右，也就是进行一次局部右旋，再去进行左旋。
红黑树
基本概念
- 红黑树是一种自平衡的二叉查找树，是计算机科学中用到的一种数据结构。
- 它是一种特殊的二叉查找树，红黑树的每一个节点上都有存储位表示节点的颜色。
- 每一个节点可以是红或者黑，红黑树不是高度平衡的，它的平衡是通过“红黑规则”进行实现的。
- 红黑树增删改查的性能都很好。
红黑规则
- 每一个节点是红色或者黑色的
- 根节点必须是黑色
- 如果一个节点没有子节点或者父节点，则该节点相应的指针属性值为Nil，这些Nil视为叶节点，每个都是黑色的。
- 如果某一个节点是红色，那么它的子节点必须是黑色（不能出现两个红色节点相连的情况）
- 对每一个节点，从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上，均包含相同数目的黑色节点。
添加规则
默认颜色：添加节点默认是红色的（效率高）
解释：若添加三个节点（包括根节点），默认是黑色时，我们需要把另外两个非根节点调整为红色，也就是2次；但默认是红色时，我们只需要把根节点调整为黑色，也就是1次。
根：直接变为黑色
非根：
情况一：父节点为黑色
不做任何操作。
情况二：父节点为红色
- 叔叔红色
- 将“父”设为黑色，将“叔叔”设为黑色
- 将“祖父”设为“红色”
- 如果祖父为根，再将根变为黑色
- 如果祖父非根，将祖父设置为当前节点再进行其他判断
- 叔叔黑色，当前节点是父的右孩子
- 把父作为当前节点并左旋，再进行判断
- 叔叔黑色，当前节点是父的左孩子
- 将“父”设为“黑色”
- 将“祖父”设为“红色”
- 以祖父为支点进行右旋
