¿Qué es un árbol de búsqueda?

Un árbol de búsqueda es una estructura de datos utilizada en la programación de computadoras para contener y organizar una lista de datos. Cada árbol de búsqueda se compone de un conjunto ordenado de nodos. Estos nodos pueden conectarse a cero o más nodos. Los nodos individuales contienen algunos datos, así como enlaces a cualquier otro nodo. Los datos contenidos en los nodos del árbol a menudo se ordenan de alguna manera para permitir la búsqueda de algoritmos eficientes, inserte y elimine nodos con facilidad.

Los nodos de un árbol de búsqueda se describen con cuatro términos importantes: la parte superior de un árbol, donde se encuentra el primer nodo, se denomina raíz. Si un nodo contiene enlaces a sub -nodos, ese nodo se conoce como padre. Los nodos que están debajo del padre se llaman hijos, y cualquier nodo que no tenga nodos hijos se llama hoja. se identifica un nodo raíz porque no tiene un padre y los nodos hoja no tendrán hijos.

Un programa puede moverse a través de un árbol buscando datos al comenzar en un nodo particular, realizar una verificación condicional y luego pasar al siguiente nodo lógico si los datos requeridos no están presentes. Dependiendo de la estructura de datos utilizada , esta búsqueda puede llevar una cantidad de tiempo variable. Si el árbol de búsqueda se organiza durante el proceso de agregar y eliminar nodos, la búsqueda puede ser muy rápida. Cuando se ensambla un árbol aleatoriamente, no está ordenada o permite varios padres, la búsqueda puede llevar mucho tiempo.

Un factor que afecta el uso de los árboles de búsqueda es la cuestión del equilibrio: un árbol equilibrado es aquel en el que los elementos secundarios derecho e izquierdo del nodo raíz contienen la misma profundidad de nodos secundarios o están dentro de un conteo de un nodo uno del otro. La profundidad de un árbol es el número de nodos desde la hoja más baja de un árbol hasta la raíz. Un árbol desequilibrado podría tener todos los nodos en un solo lado o tener todos los nodos están dispuestos de forma lineal sin ramas. Cuando la profundidad de un árbol aumenta, la velocidad de los algoritmos de búsqueda puede disminuir drásticamente.

Existen ciertos tipos de árboles de búsqueda que se describen como autoequilibrios. Estos árboles utilizan operaciones como la rotación de árboles para ayudar a mantener el equilibrio mientras se preserva el orden de los datos en las hojas. las rotaciones de árbol pueden ralentizar un programa al agregar y eliminar nodos, esto se ve contrarrestado por la velocidad a la que se pueden recuperar los datos.

Aunque hay muchos tipos de árboles de búsqueda, la estructura de datos de árbol más común es un árbol de búsqueda binario. Este tipo de datos consta de nodos que tienen cada uno de cero a dos nodos secundarios. Solo hay un nodo raíz, y todas las hojas del árbol están ordenadas de izquierda a derecha en valores ascendentes de acuerdo con los datos que contienen. Existen muchos algoritmos para árboles de búsqueda binarios que pueden hacer que los datos de pedido sean muy fáciles.

No existe una implementación estándar única para los nodos del árbol de búsqueda. Los nodos se pueden representar mediante una amplia variedad de estructuras de datos. Se pueden usar matrices de matrices, como se podrían multiplicar las listas enlazadas. El árbol de búsqueda utiliza una estructura de datos personalizada que está diseñada para ayudar a completar las operaciones necesarias solicitadas por el programa.Algunas bibliotecas de programación estándar incluso incluyen sus propias implementaciones internas de árboles de búsqueda.