B树&B+树

B树

Def.

Branches/Balance?,多路平衡查找树

二叉查找树 → m叉查找树

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如何保证查找效率?

  • 限制最小分叉数(除开根结点)

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  • 限制任何一个结点的子树高度都要相同

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如果m叉查找树满足以上两点限制,它就是一棵B树

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正如其名,着重关注两点特性:多路(m叉,注意上下限),平衡(子树高度一致)

核心特性归纳

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B树的高度

最小高度

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注意结点关键字的区别!

  • 一个结点最多可以放 m-1 个关键字
  • 根结点有且仅有一个(视作第0层),依次向下第1层最多有 m 个结点,第二层 m^2 , ... ,以此类推可得上图不等式
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最大高度

  • 从叶子节点个数入手

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  • 或者从关键字的个数入手:

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求出的最大高度结果一致

小结

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B树的插入和删除

插入

插入位置一定是最低层的非叶节点(叶子结点就是失败结点)

否则会出现下图的错误情况:(将90插到了上层结点中 → 破坏B树特性

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对于m阶B树,当插入后的关键字个数大于m-1时,需要对结点进行分裂

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分裂后的结构如下:

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注意到分裂操作会使父结点容纳的关键字加一,因此可能会导致父结点也“装满”了,这时就需要继续对父结点进行

分裂...

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总结:B树的插入分为两步:①定位插入

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删除

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  • 对终端结点可以直接删除(注意维持结点内对关键字个数的限制

  • 对非终端结点的删除操作必然可以转化为对终端结点的删除操作(找直接前驱和直接后继):

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现在讨论删除后结点内关键字不够(低于下限)的情况:

“删除38”

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删除之后25所在结点不满足B树性质(2≤n≤4),因此需要向旁边的兄弟

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“删除90”

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“继续删除49”

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可是它的兄弟也不富裕了,这时就需要进行合并操作:

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问题还没有结束,合并操作使得父结点的关键字又少了一个,导致父结点的关键字个数不够,因此需要继续合并

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最后的B树结构如下:

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核心要求其实就两点:

  • 结点内对关键字个数的限制
  • 子树0<关键字1<子树1<关键字2 ...

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B+树

B+树结合了B树分块查找的思想:

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Def.

下面给出B+树的定义:

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B+树的查找

  • **Attempt_1: 从根开始的多路查找: **

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**Attempt_2: 也可以从指针p开始,即从最小关键字开始的顺序查找: **

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小结

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posted @ 2021-06-30 16:57  盐盐盐の锅  阅读(59)  评论(0编辑  收藏  举报