Un árbol rojo-negro es un tipo abstracto de datos. Concretamente, es un árbol binario de búsqueda equilibrado, una estructura de datos utilizada en informática y ciencias de la computación. La estructura original fue creada por Rudolf Bayer en 1972, que le dio el nombre de “árboles-B binarios simétricos”, pero tomó su nombre moderno en un trabajo de Leo J. Guibas y Robert Sedgewick realizado en 1978. Es complejo, pero tiene un buen peor caso de tiempo de ejecución para sus operaciones y es eficiente en la práctica. Puede buscar, insertar y borrar en un tiempo O(log n), donde n es el número de elementos del árbol. Sería ideal exponer la especificación algebraica completa de este tipo abstracto de datos (TAD) escrita en algún lenguaje de especificación de TADs, como podría ser Maude; sin embargo, la complejidad de la estructura hace que la especificación sea bastante ilegible, y no aporta valor considerable al lector. Por tanto, su especificación es expuesta a continuación en lenguaje humano, esquemas e implementaciones en el lenguaje de programación C.

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A red–black tree is a kind of self-balancing binary search tree. Each node of the binary tree has an extra bit, and that bit is often interpreted as the color (red or black) of the node. These color bits are used to ensure the tree remains approximately balanced during insertions and deletions. Balance is preserved by painting each node of the tree with one of two colors (typically called 'red' and 'black') in a way that satisfies certain properties, which collectively constrain how unbalanced the tree can become in the worst case. When the tree is modified, the new tree is subsequently rearranged and repainted to restore the coloring properties. The properties are designed in such a way that this rearranging and recoloring can be performed efficiently. The balancing of the tree is not perfect, but it is good enough to allow it to guarantee searching in O(log n) time, where n is the total number of elements in the tree. The insertion and deletion operations, along with the tree rearrangement and recoloring, are also performed in O(log n) time. Tracking the color of each node requires only 1 bit of information per node because there are only two colors. The tree does not contain any other data specific to its being a red–black tree so its memory footprint is almost identical to a classic (uncolored) binary search tree. In many cases the additional bit of information can be stored at no additional memory cost.

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