Linux核心之於紅/黑樹狀結構and AVL樹

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為什麼Linux早先使用AVL樹而後來傾向於紅/黑樹狀結構？
       實際上這是由紅/黑樹狀結構的實用主義特質導致的結果，本短文依然是形而上的觀點。紅/黑樹狀結構可以直接由2-3樹匯出，我們可以不再提紅/黑樹狀結構，而只提2-3樹，因為2-3樹的操作太簡單。另外，任何紅/黑樹狀結構的操作和特性都可以映射到2-3樹中。因此紅/黑樹狀結構和AVL樹的比較就成了2-3樹和AVL樹的比較。
       它們倆的區別在哪？2-3樹的平衡是完美平衡的，但是樹杈數量卻可以是3個，而AVL樹差一點點就完美平衡的標準二叉樹，它只允許子樹的高度差最多為1。可見這麼看來，2-3樹比AVL樹更加平衡，但是2-3樹轉換為二叉樹，即紅/黑樹狀結構的時候，它就不再能保持完美平衡了，因為三叉節點要分割出來一個紅色節點，使得子樹高度加1，這麼看來，紅/黑樹狀結構在嚴格意義上完全沒有AVL樹平衡！
       AVL樹在每一次插入刪除時都要保持它那“差一點點的平衡”，而紅/黑樹狀結構則只需要不擾動黑色節點即可，以2-3樹來講，它畢竟是犧牲了二叉樹的標準特性變成三叉樹保持平衡的。可見，紅/黑樹狀結構的插入/刪除開銷遠小於AVL樹，對於查詢開銷，理論上，更加平衡的AVL樹要比紅/黑樹狀結構好(因為對於2-3樹，遇到三叉節點，你需要比較2次)，但是，紅/黑樹狀結構的2倍樹高的不平衡狀態是一個小機率事件！因此對於正常情況，你可以認為AVL樹和紅/黑樹狀結構的查詢開銷是一樣的，總之，常規情況下，紅/黑樹狀結構要好於AVL樹。
       AVL樹太理想了，而Linux核心中的資料結構，特別是虛擬記憶體管理模組，尤其是CFS調度器的task對列，它們是會被頻繁插入刪除的，因此選擇了紅/黑樹狀結構而不是AVL樹。

Linux核心之於紅/黑樹狀結構and AVL樹