수량적 접근 방법에 의한 이진 검색 트리 불균형도에 따른 검색 성능 비교 분석

Quantitative approach to analyze searching efficiencies varying degrees of imbalance in a binary search tree

트리 재균형 과정을 최소화하기 위하여 이진 검색 트리의 불균형도에 따른 검색 성능에 관한 수량적 정보를 얻기 위한 실험이 행하여졌다. 트리를 구성하는 노드들의 좌, 우 서브트리 높이 차 인 균형 인수에 의하여 불균형도를 수량화 한 결과 불균형도가 심해질수록 검색성능이 저하됨이 실험 자료들에 의하여 확률적으로 증명되었고 (p＜0.01), 노드 개수와 평균 검색 횟수 관계를 설명하기 위한 모형으로는 로그 모형 보다 선형 모형이 적합한 경향을 보였다. 그러나 균형 인수 크기가 3 미만인 노드들만으로 구성된 이진 검색 트리의 성능은 높이 균형이진 트리에 비하여 저하되지 않는 것으로 평가된다. 본 연구 결과들은 이진 트리를 자료 구조를 사용하는 소프트웨어 관리에 적용될 수 있을 것이다.

To minimize restructuring cost of a tree, experiments were conducted to collect quantitative information of searching efficiencies varying degrees of imbalance in a binary search tree. Degrees of tree imbalance were measured by a balance factor, an absolute value of height difference of left subtree and right subtree in a binary search tree. The average number of comparisons increased (p＜0.01), and searching efficiency of O(n) was more appropriate rather than O(logn), as degrees of imbalance in a binary search tree deteriorated. However, there were no significant differences of searching efficiencies in height balanced trees and trees with subtrees to have height 3 less than the other (p＞0.05). Therefore, the findings would be applicable to maintain searching efficiency of a software with a binary search tree.