Java源码阅读之红黑树在HashMap中的应用 - JDK1.8

前言

基于JDK1.8。

JDK1.8之前，HashMap并没有采用红黑树，所以哈希桶上的链表过长时，就会有效率问题。

JDK1.8，则在HashMap引入了红黑树，当链表长度超过指定阈值(默认为8)，则进行树化并提供相关操作(增删查等)，提高了操作效率。

之前阅读了HashMap的源码，但是由于篇幅关系，略过了链表树化后红黑树的相关操作，本着打破砂锅问到底的精神，来看下红黑树在HashMap中的应用。

打破沙锅问到底，是一个成语，拼音为：dǎ pò shā guō wèn dào dǐ，其 比喻追究事情的根底，其出处自 宋·黄庭坚《拙轩颂》。

红黑树

什么是红黑树？

是这样的吗（开个玩笑，不存在的）。

树？

是这样的，这才对吧，有红有黑。

红黑树

科普时间，it KePu's tims.

红黑树（Red Black Tree） 是一种自平衡二叉查找树，是在计算机科学中用到的一种数据结构，典型的用途是实现关联数组。
它是在1972年由Rudolf Bayer发明的，当时被称为平衡二叉B树（symmetric binary B-trees）。后来，在1978年被 Leo J. Guibas 和 Robert Sedgewick 修改为如今的“红黑树”。
红黑树和AVL树类似，都是在进行插入和删除操作时通过特定操作保持二叉查找树的平衡，从而获得较高的查找性能。
它虽然是复杂的，但它的最坏情况运行时间也是非常良好的，并且在实践中是高效的： 它可以在O(log n)时间内做查找，插入和删除，这里的n 是树中元素的数目。

以上科普信息由度娘提供。

性质

红黑树不仅是二叉查找树，它还必须满足5个性质

• 1.节点非黑即红

• 2.根节点是黑色

• 3.每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色的

• 4.每个红色节点的两个子节点都是黑色(从每个叶子到根的所有路径上不能有两个连续的红色节点)

• 5.从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点

满足了以上性质的二叉查找树的就是红黑树，如果是初次接触的话，是不是看完有点懵，不要慌，接着往下看。

红黑树的效率相对较高，所以它被用来存储相关数据，基本的操作有增加/删除/查找，在这些操作之后可能会破坏红黑树的性质，所以需要相关操作来维护以让红黑树符合上面的性质要求。

而这里提到的相关操作有

• 变色

• 左旋

• 右旋

左旋右旋

是不是对红黑树的任意操作之后，它都还能满足上面的提交的条件呢。

答案是No。

所以也就有了旋转的存在。

旋转跳跃，我闭着眼，尘嚣看不见 你沉醉了没。（请不要唱，快拉回你的心思）

旋转跳跃

嗯，旋转分为左旋和右旋。

左旋

将x的右子树绕x逆时针旋转，使得x的右子树成为x的父亲，并修改相关引用。

左旋

右旋

是将x的左子树绕x顺时针旋转，使得x的左子树成为x的父亲，并修改相关的引用。

右旋

是不是还是有点迷糊，那么再来两张动图帮助下理解~

左旋

右旋

作者：格子Lin
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