堆或红黑树？

Question

我愿意使用数据结构作为常量空间的溢出缓冲区。 我希望有效插入，但最重要的是有效去除min元素。 我正在考虑使用堆，因为我有O（log（n））find_min（）和log（n）插入和删除。 另一方面，我知道不了解与红黑树相比的优势，因为它也有O（log（n））插入和删除但O（1）找到最小/最大。 并排序输出的优势（我不关心）。

问题与： 红黑树是我理想的数据结构吗？

既然我有std :: map和boost :: heap都可以使用的结构，为什么我更喜欢使用堆而不是红黑树？ 最后，使用红黑树我也有一个条目的O（log（n））搜索时间，而对于一个堆，时间是O（n），这是重要的，因为存在重复。

Answer 1

不同之处主要在于如何使用这些结构。

• 二进制堆是非常快速的数据结构，用于插入值和检索最小值。 但是，它们不支持有效搜索或删除随机值。

• 红/黑树是平衡的二叉搜索树，支持有效插入，删除，查找任意值，以及（相当快）查找最小值。 但是，与二进制堆相比，它们有很多开销。

如果您只需要insert，find-minimum和remove-minimum，那么二进制堆可能是一个更好的选择，因为开销较低且运行时应该更快。 如果您需要插入和删除任意值或查找任意值，红/黑树可能是更好的选择。 与所有工程一样，选择正确的数据结构都是为了权衡。

另请注意，如果需要二进制堆，可以使用std::priority_queue ; 你不需要使用Boost。 它也不能保证std::map是红/黑树; 它可能是某种平衡的BST，但可以使用其他算法进行平衡。

希望这可以帮助！

Answer 2

堆很容易在连续的内存中实现，即一个数组。 红黑树通常构造为每个节点具有单独的堆分配。 对于每个树遍历，红黑树最终会访问整个堆中的内存。 这是最糟糕的缓存行为。 尽管某些操作的算法复杂性对于两种结构都是相同的，但是红黑树的常量开销要高得多。