Treap
【基本概念】
Treap=Tree+Heap。Tree是指二叉搜索树,而Heap指的是二叉堆,一般是最小堆。Treap需要维护两值,一个是二
叉搜索树中的键值(key),另一个是最小堆中的优先级(aux)。Treap是一棵aux值满足最小堆性质的二叉树。
Treap的aux值是在插入时随机赋值的。所以会出现新插入的节点不满足堆的性质,所以需要引入旋转操作。
如下图所示:
图中圆圈表示单个节点,而三角形表示一个子树,子树可以为空树。
容易发现,旋转操作不会影响到Treap的二叉搜索树的性质。所以当不满足堆性质时,可以通过旋转操作来使它满
足堆性质。
【性质】
可以证明,优先级值随机赋值,可以使Treap的期望深度为O(logN)。
【算法】
1.查找和普通的二叉搜索树相同。
2.插入的时候,需要判断插入后是否符合堆的性质,不符合则需要一直旋转,直到满足堆性质。
算法:Treap的插入Insert(T,x)。
具体流程:
1.如果T是空树,将T变成一个只含有一个节点x的二叉搜索树
2.如果T的根节点的值为x,属于重复值,返回
3.如果x少于T的根节点的值
(3.1)Insert(T的左子树,x)
(3.2)如果T的左儿子不满足堆性质(即优先级比T的小),则LeftRotate(T)
4.否则
(4.1)Insert(T的右子树,x)
(4,2)如果T的右子树不满足堆的性质,则RightRotate(T)
3,删除操作在引入了旋转操作后显得更直观。只需要将待删除节点在保证其他节点堆性质的情况下,将其旋转成叶子节点即可。
算法:Delete(T),删除树T的根节点
输入:节点T
具体流程:
(1)如果T有左儿子或右儿子,做如下过程
(1.1)如果T没有右儿子,T <- LeftRotate(T)
(1.2)否则如果T没有左儿子,T <- RightRotate(T)
(1.3)否则
(1.3.1)如果T的左儿子优先级小于T的右儿子,T <-LeftRotate(T)
(1.3.2)否则,T <-RightRotate(T)
(1.4)转到(1)
(2)删除节点T。
【扩展】
可以通过将一个节点的优先级值设成负无穷大,来强制其为根。但是这有可能会破坏Treap的期望深度。