Ισορροπημένα Δένδρα. για κάθε λειτουργία; Ισορροπημένο δένδρο : Διατηρεί ύψος κάθε εισαγωγή ή διαγραφή

Σχετικά έγγραφα
Δομές Αναζήτησης. κλειδί από ολικά διατεταγμένο σύνολο. Θέλουμε να υποστηρίξουμε δύο βασικές λειτουργίες: Εισαγωγή ενός νέου στοιχείου

Ισορροπημένα Δένδρα. για κάθε λειτουργία; Ισορροπημένο δένδρο : Διατηρεί ύψος κάθε εισαγωγή ή διαγραφή

Ισορροπημένα Δένδρα. για κάθε λειτουργία; Ισορροπημένο δένδρο : Διατηρεί ύψος κάθε εισαγωγή ή διαγραφή

Εισαγωγή ενός νέου στοιχείου. Επιλογή i-οστoύ στοιχείου : Εύρεση στοιχείου με το i-οστό μικρότερο κλειδί

Διάλεξη 13: Δέντρα ΙΙΙ - Ισοζυγισμένα Δέντρα, AVL Δέντρα

Ισορροπημένα Δένδρα. για κάθε λειτουργία; Ισορροπημένο δένδρο : Διατηρεί ύψος κάθε εισαγωγή ή διαγραφή

Ισορροπημένα Δένδρα. για κάθε λειτουργία; Ισορροπημένο δένδρο : Διατηρεί ύψος κάθε εισαγωγή ή διαγραφή

Δομές Αναζήτησης. κλειδί από ολικά διατεταγμένο σύνολο. Θέλουμε να υποστηρίξουμε δύο βασικές λειτουργίες: Εισαγωγή ενός νέου στοιχείου

Κεφάλαιο 8 Ισορροπημένα Δένδρα Αναζήτησης

Διάλεξη 17: Δυαδικά Δέντρα. Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα Διαφάνειες: Δημήτρης Ζεϊναλιπούρ

Διάλεξη 22: Δυαδικά Δέντρα. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα

Δοµές Δεδοµένων. 18η Διάλεξη Ισορροπηµένα δέντρα. Ε. Μαρκάκης

Διάλεξη 12: Δέντρα ΙΙ Δυαδικά Δέντρα

Γράφημα. Συνδυαστικό αντικείμενο που αποτελείται από 2 σύνολα: Σύνολο κορυφών (vertex set) Σύνολο ακμών (edge set) 4 5 πλήθος κορυφών πλήθος ακμών

Δυαδικά Δένδρα Αναζήτησης, Δένδρα AVL

Δένδρα. Μαθηματικά (συνδυαστικά) αντικείμενα. Έχουν κεντρικό ρόλο στην επιστήμη των υπολογιστών :

Διασυνδεδεμένες Δομές. Δυαδικά Δέντρα. Προγραμματισμός II 1

Ενότητες 3 & 4: Δένδρα, Σύνολα & Λεξικά Ασκήσεις και Λύσεις

Δομές Δεδομένων (Εργ.) Ακ. Έτος Διδάσκων: Ευάγγελος Σπύρου. Εργαστήριο 10 Δυαδικά Δένδρα Αναζήτησης

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Δοµές Δεδοµένων

Δοµές Δεδοµένων. 17η Διάλεξη Ισορροπηµένα δέντρα. Ε. Μαρκάκης

Διάλεξη 18: B-Δένδρα

Κατ οίκον Εργασία 3 Σκελετοί Λύσεων

Εκτενείς Δομές Δεδομένων

AVL-trees C++ implementation

Εργαστήριο 5 Αναδρομική διεργασία εισαγωγής καινούριου κόμβου σε ΔΔΑ με αλφαβητική σειρά

Δοµές Δεδοµένων. 14η Διάλεξη Δέντρα Δυαδικής Αναζήτησης. Ε. Μαρκάκης

Δομές Δεδομένων. Δημήτρης Μιχαήλ. Δέντρα Αναζήτησης. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεματικής Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο

Δηµοσθένης Σταµάτης Τµήµα Πληροφορικής ΑΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΔΕΝΤΡΑ (TREES) B C D E F G H I J K L M

Αναδρομικοί Αλγόριθμοι

Διάλεξη 13: Δέντρα ΙΙΙ Ισοζυγισμένα Δέντρα, AVL Δέντρα

Κατ οίκον Εργασία 3 Σκελετοί Λύσεων

Διάλεξη 13: Δέντρα ΙΙΙ Ισοζυγισμένα Δέντρα, AVL Δέντρα. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Δυαδικά Δέντρα Αναζήτησης (Binary Search Trees) Ορισμός : Ένα δυαδικό δέντρο αναζήτησης t είναι ένα δυαδικό δέντρο, το οποίο είτε είναι κενό είτε:

Διάλεξη 16: Σωροί. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Ουρές Προτεραιότητας - Ο ΑΤΔ Σωρός, Υλοποίηση και πράξεις

ΟιβασικέςπράξειςπουορίζουντονΑΤΔ δυαδικό δέντρο αναζήτησης είναι οι ακόλουθες:

Εργαστήριο 8: Αναδρομική διεργασία εισαγωγής καινούριου κόμβου σε ΔΔΑ

Διάλεξη 14: Δέντρα IV B Δένδρα. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Red-Black Δέντρα. Red-Black Δέντρα

Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

h/2. Άρα, n 2 h/2-1 h 2log(n+1). Πως υλοποιούµε τη LookUp()? Πολυπλοκότητα?

Οι βασικές πράξεις που ορίζουν τον ΑΤ δυαδικό δέντρο αναζήτησης είναι οι ακόλουθες:

ΔυαδικάΔΕΝΔΡΑΑναζήτησης

Δοµές Δεδοµένων. 15η Διάλεξη Δέντρα Δυαδικής Αναζήτησης και Κατακερµατισµός. Ε. Μαρκάκης

Δομές Δεδομένων. Δημήτρης Μιχαήλ. Δέντρα Αναζήτησης. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεματικής Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο

Δομές Δεδομένων. Καθηγήτρια Μαρία Σατρατζέμη. Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής. Δομές Δεδομένων. Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ EPL035: ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ

ιαφάνειες παρουσίασης #10 (β)

Δομές Δεδομένων (Data Structures)

Κατηγορίες Συμπίεσης. Συμπίεση με απώλειες δεδομένων (lossy compression) π.χ. συμπίεση εικόνας και ήχου

Μελετάμε την περίπτωση όπου αποθηκεύουμε ένα (δυναμικό) σύνολο στοιχειών. Ένα στοιχείο γράφεται ως, όπου κάθε.

Προγραμματισμός Ι (ΗΥ120)

Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Δένδρα Αναζήτησης Πολλαπλής Διακλάδωσης

Ουρά Προτεραιότητας (priority queue)

ΕΝΟΤΗΤΑ 6 ΛΙΣΤΕΣ ΠΑΡΑΛΕΙΨΗΣ (SKIP LISTS)

ΕΠΛ 231 Δοµές Δεδοµένων και Αλγόριθµοι 8-1

Εκτενείς Δομές Δεδομένων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. ΑΣΚΗΣΗ 3 Δέντρα

Μάθημα 22: Δυαδικά δέντρα (Binary Trees)

Συγκρίσιμα Αντικείμενα (comparable)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Εργασία 3 Σκελετοί Λύσεων

Δομές Δεδομένων Ενότητα 5

Διάλεξη 14: Δέντρα IV - B-Δένδρα

Δοµές Δεδοµένων. 11η Διάλεξη Ταξινόµηση Quicksort και Ιδιότητες Δέντρων. Ε. Μαρκάκης

ΕΠΛ 231 οµές εδοµένων και Αλγόριθµοι Άννα Φιλίππου,

Διάλεξη 26: Σωροί. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Διάλεξη 24: B-Δένδρα. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

Δένδρα. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα:

Κεφάλαιο 7 Λεξικά και Δυαδικά Δένδρα Αναζήτησης

8. Σωροί (Heaps)-Αναδρομή- Προχωρημένη Ταξινόμηση

ΕΝΟΤΗΤΑ 5 ΥΝΑΜΙΚΑ ΛΕΞΙΚΑ ΙΣΟΖΥΓΙΣΜΕΝΑ ΕΝ ΡΑ

Μη AVL Δέντρα Εισαγωγή κόμβου 4, 6 : 4 12 :

Δομές Δεδομένων & Αλγόριθμοι

Λίστες παράλειψης (skip lists)

Πανεπιστήμιο Πειραιώς Σχολή Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων ομές εδομένων

ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Δέντρα Δυαδικής Αναζήτησης Κεφάλαιο 12 ( ) Ε. Μαρκάκης Επίκουρος Καθηγητής

Ενότητα 7 Ουρές Προτεραιότητας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Ισοζυγισμένα υαδικά έντρα Αναζήτησης

Γέφυρες σε Δίκτυα. Μας δίνεται ένα δίκτυο (κατευθυνόμενο γράφημα) αφετηριακός κόμβος. Γέφυρα του (με αφετηρία τον ) :

ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΜΕ C. ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΑΜΑΡΑΣ Αναπληρωτής Καθηγητής. CMOR Lab. Computational Methodologies and Operations Research

Αλγόριθμοι Ταξινόμησης Μέρος 2

Εργαστήριο 2 Δυναμικές Δομές Δεδομένων Διδάσκοντες: Δρ. Γεώργιος Δημητρίου Δρ. Άχμεντ Μάχντι

9. Κόκκινα-Μαύρα Δέντρα

οµές εδοµένων 3 ο Εξάµηνο ΕΝΟΤΗΤΑ 4 ΕΝ ΡΑ

Ισοζυγισµένο έντρο (AVL Tree)

Διάλεξη 16: Σωροί. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Ουρές Προτεραιότητας - Ο ΑΤΔ Σωρός, Υλοποίηση και πράξεις

Διάλεξη 17: O Αλγόριθμος Ταξινόμησης HeapSort

Κατ οίκον Εργασία 2 Σκελετοί Λύσεων

ΠΛΗ111. Ανοιξη Μάθηµα 7 ο. έντρο. Τµήµα Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πολυτεχνείο Κρήτης

Ενότητα 9 Ξένα Σύνολα που υποστηρίζουν τη λειτουργία της Ένωσης (Union-Find)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Δομές δεδομένων. Ενότητα 7η: Ουρές Προτεραιότητας Παναγιώτα Φατούρου Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

Στοιχειώδεις Δομές Δεδομένων

Ενότητα 7 Ουρές Προτεραιότητας

Μπαλτάς Αλέξανδρος 21 Απριλίου 2015

Transcript:

Ισορροπημένα Δένδρα Μπορούμε να επιτύχουμε για κάθε λειτουργία; χρόνο εκτέλεσης Ισορροπημένο δένδρο : Διατηρεί ύψος κάθε εισαγωγή ή διαγραφή μετά από

Περιστροφές x αριστερή περιστροφή από το x y α β y γ δεξιά περιστροφή από το y α x β γ Node rotateleft(node x) { Node y = x.right; x.right = y.left; y.left = x; return y; } αριστερή περιστροφή Η περιστροφή παίρνει χρόνο Ο(1) Node rotateright(node y) { Node x = y.left; y.left = x.right; x.right = y; return x; } δεξιά περιστροφή

Περιστροφές 1 19 23 7 20 3 δεξιά περιστροφή από το 7 19 23 3 1 20

Ισορροπημένα Δένδρα Μερικοί τύποι ισορροπημένων δένδρων Τυχαιοποιημένα δένδρα (*) Αρθρωτά δένδρα (splay trees) Δένδρα AVL Δένδρα κόκκινου-μαύρου (a,b) δένδρα Όλα τα παραπάνω χρησιμοποιούν περιστροφές για να παραμείνουν ισορροπημένα (*) Τα τυχαιοποιημένα δένδρα είναι ισορροπημένα με μεγάλη πιθανότητα

1. Εκτελούμε τον αλγόριθμο εισαγωγής όπως σε ένα απλό δυαδικό δένδρο. 2. Μεταφέρουμε το νέο στοιχείο στη ρίζα του δένδρου με τη χρήση περιστροφών. Node insertintoroot(node x, Key k, Item i) { if (x==null) return new Node(k,i,1); int c = k.compareto(x.key); if (c<0) { x.left = insertintoroot(x.left,k,i); x = rotateright(x); } else if (c>0) { x.right = insertintoroot(x.right,k,i); x = rotateleft(x); } else x.item = i; return x; } void insertintoroot(key k, Item i) { root = inserttoroot(root,k,i); }

Εισαγωγή

Περιστροφή

Περιστροφή

Περιστροφή

Περιστροφή

Περιστροφή

Διαμέριση Τοποθετεί τον κόμβο με κλειδί k στη θέση της ρίζας του δένδρου. Η μεταφορά του κόμβου γίνεται με τη χρήση περιστροφών. 27 1 25 32 19 2 7

Διαμέριση Τοποθετεί τον κόμβο με κλειδί k στη θέση της ρίζας του δένδρου. Η μεταφορά του κόμβου γίνεται με τη χρήση περιστροφών. 27 19 25 32 1 2 7

Διαμέριση Τοποθετεί τον κόμβο με κλειδί k στη θέση της ρίζας του δένδρου. Η μεταφορά του κόμβου γίνεται με τη χρήση περιστροφών. 19 27 25 32 1 2 7

Διαμέριση Τοποθετεί τον κόμβο με κλειδί k στη θέση της ρίζας του δένδρου. Η μεταφορά του κόμβου γίνεται με τη χρήση περιστροφών. 19 1 27 25 32 7 2 Χωρίζει το σύνολο των κλειδιών σε αυτά που είναι μικρότερα του k και βρίσκονται στο αριστερό υποδένδρο και σε αυτά που είναι μεγαλύτερα του k και βρίσκονται στο δεξί υποδένδρο

Τυχαιοποιημένα δένδρα Εισαγωγή ενός νέου στοιχείου x σε δένδρο με Ν στοιχεία 1. Εκτελούμε τον αλγόριθμο εισαγωγής στη ρίζα με πιθανότητα 2. Διαφορετικά εισάγουμε αναδρομικά το νέο στοιχείο στο κατάλληλο υποδένδρο: Αν το x < κλειδί της ρίζας καλούμε αναδρομικά την εισαγωγή για το αριστερό υποδένδρο Αν το x > κλειδί της ρίζας καλούμε αναδρομικά την εισαγωγή για το δεξιό υποδένδρο Random rand = new Random(seed);... Node insert(node x, Key k, Item i) { if (x==null) return new Node(k,i,1); if (rand.nextint(x.n+1) == 0) return insertintoroot(x,k,i); int c = k.compareto(x.key); // σύγκριση με το κλειδί του x if (c < 0) x.left = insert(x.left, k,i); else if (c > 0) x.right = insert(x.right,k,i); else x.item = i; // το αντικείμενο i έχει κλειδί k==x.key x.n = size(x.left) + size(x.right) + 1; return x; } void insert(key k, Item i) { root = insert(root,k,i); }

Εισαγωγή με πιθανότητα 1/11

Εισαγωγή διαφορετικά

Εισαγωγή με πιθανότητα 1/

Εισαγωγή διαφορετικά

Εισαγωγή με πιθανότητα 1/4

Εισαγωγή διαφορετικά

Εισαγωγή με πιθανότητα 1/3

Εισαγωγή διαφορετικά

Εισαγωγή με πιθανότητα 1/2

Εισαγωγή διαφορετικά

Εισαγωγή με πιθανότητα 1

Τυχαιοποιημένα δένδρα Εισαγωγή ενός νέου στοιχείου x σε δένδρο με Ν στοιχεία 1. Εκτελούμε τον αλγόριθμο εισαγωγής στη ρίζα με πιθανότητα 2. Διαφορετικά εισάγουμε αναδρομικά το νέο στοιχείο στο κατάλληλο υποδένδρο: Αν το x < κλειδί της ρίζας καλούμε αναδρομικά την εισαγωγή για το αριστερό υποδένδρο Αν το x > κλειδί της ρίζας καλούμε αναδρομικά την εισαγωγή για το δεξιό υποδένδρο Ιδιότητα: Η κατασκευή ενός τυχαιοποιημένου ΔΔΑ ισοδυναμεί με την κατασκευή ενός καθιερωμένου ΔΔΑ από τυχαίο αρχικό συνδυασμό κλειδιών. Για την κατασκευή ενός τυχαιοποιημένου ΔΔΑ με Ν στοιχεία απαιτούνται περίπου συγκρίσεις. Μια αναζήτηση κάνει περίπου συγκρίσεις. Ιδιότητα: Η πιθανότητα το κόστος κατασκευής ενός τυχαιοποιημένου ΔΔΑ να είναι μεγαλύτερο από τη μέση τιμή κατά ένα παράγοντα είναι