Btree,B-tree,B+tree,B*tree
Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree
 
B树的搜刮,从根结点开端,若是查询的关键字与结点的关键字相等,那么就射中;不然,若是查询关键字比结点关键字小,就进入左儿子;若是比结点关键字大,就进入右儿子;若是左儿子或右儿子的指针为空,则呈报找不到响应的关键字;若是B树的所有非叶子结点的阁下子树的结点数量均对峙差不久不多(均衡),那么B树的搜刮机能切近亲近二分查找;但它比连气儿内存空间的二分查找的长处是,改变B树布局(插入与删除结点)不须要移动大段的内存数据,甚至凡是是常数开销; 
如:
 
Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree _02

B树在经过多次插入与删除后,有可能导致不合的布局:

Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree _03

右边也是一个B树,但它的搜刮机能已经是线性的了;同样的关键字凑集有可能导致不合的树布局索引;所以,应用B树还要推敲尽可能让B树对峙左图的布局,和避免右图的布局,也就是所谓的“均衡”题目; 实际应用的B树都是在原B树的根蒂根基上加上均衡算法,即“均衡二叉树”;如何对峙B树结点分布均匀的均衡算法是均衡二叉树的关键;均衡算法是一种在B树中插入和删除结点的策略;

B-

是一种多路搜刮树(并不是二叉的):

1.定义随便率性非叶子结点最多只有M个儿子;且M>2

2.根结点的儿子数为[2, M]

3.除根结点以外的非叶子结点的儿子数为[M/2, M]

4.每个结点存放至少M/2-1(取上整)和至多M-1个关键字;(至少2个关键字)

5.非叶子结点的关键字个数=指向儿子的指针个数-1

6.非叶子结点的关键字:K[1], K[2], …, K[M-1];且K[i] < K[i+1]

7.非叶子结点的指针:P[1], P[2], …, P[M];此中P[1]指向关键字小于K[1]的子树,P[M]指向关键字大于K[M-1]的子树,其它P[i]指向关键字属于(K[i-1], K[i])的子树;

8.所有叶子结点位于同一层;

如:(M=3

 

Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree _04


B-树的搜刮,从根结点开端,对结点内的关键字(有序)序列进行二分查找,若是射中则停止,不然进入查询关键字所属局限的儿子结点;反复,直到所对应的儿子指针为空,或已经是叶子结点;

B-树的特点:

1.关键字凑集分布在整颗树中;

2.任何一个关键字呈现且只呈如今一个结点中;

3.搜刮有可能在非叶子结点停止;

4.其搜刮机能等价于在关键字全集内做一次二分查找;

5.主动层次把握;

因为限制了除根结点以外的非叶子结点,至少含有M/2个儿子,确保了却点的至少哄骗率,其最底搜刮机能为:

 

Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree _05


此中,M为设定的非叶子结点最多子树个数,N为关键字总数;

所以B-树的机能老是等价于二分查找(与M值无关),也就没有B树均衡的题目;

因为M/2的限制,在插入结点时,若是结点已满,须要将结点割据为两个各占M/2的结点;删除结点时,需将两个不足M/2的兄弟结点归并;

 

B+ 

B+树是B-树的变体,也是一种多路搜刮树:
 
1.其定义根蒂根基与B-树同,除了:
 
2.非叶子结点的子树指针与关键字个数雷同;
 
3.非叶子结点的子树指针P[i],指向关键字值属于[K[i], K[i+1])的子树(B-树是开区间);
 
5.为所有叶子结点增长一个链指针;
 
6.所有关键字都在叶子结点呈现;
 
如:(M=3
 
Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree _06


B+的搜刮与B-树也基****同,差别是B+树只有达到叶子结点才射中(B-树可以在非叶子结点射中),其机能也等价于在关键字全集做一次二分查找; 

B+的特点:
 
1.所有关键字都呈如今叶子结点的链表中(稠密索引),且链表中的关键字正好是有序的;
 
2.不成能在非叶子结点射中;
 
3.非叶子结点相当于是叶子结点的索引(稀少索引),叶子结点相当于是存储(关键字)数据的数据层;
 
4.更合适文件索引体系;
 
 
B*
 
B+树的变体,在B+树的非根和非叶子结点再增长指向兄弟的指针;
 
Btree,B-tree,B+tree,B*tree_Btree B-tree B+tree _07


B*树定义了非叶子结点关键字个数至少为(2/3)*M,即块的最低应用率为2/3(庖代B+树的1/2); 

B+树的割据:当一个结点满时,分派一个新的结点,并将原结点中1/2的数据复制到新结点,最后在父结点中增长新结点的指针;B+树的割据只影响原结点和父结点,而不会影响兄弟结点,所以它不须要指向兄弟的指针;
 
B*树的割据:当一个结点满时,若是它的下一个兄弟结点未满,那么将一项目组数据移到兄弟结点中,再在原结点插入关键字,最后批改父结点中兄弟结点的关键字(因为兄弟结点的关键字局限改变了);若是兄弟也满了,则在原结点与兄弟结点之间增长新结点,并各复制1/3的数据到新结点,最后在父结点增长新结点的指针; 
所以,B*树分派新结点的概率比B+树要低,空间应用率更高;
 
 
小结
 
B树:二叉树,每个结点只存储一个关键字,便是则射中,小于走左结点,大于走右结点;
 
B-树:多路搜刮树,每个结点存储M/2M个关键字,非叶子结点存储指向关键字局限的子结点;
 
所有关键字在整颗树中呈现,且只呈现一次,非叶子结点可以射中;
 
B+树:在B-树根蒂根基上,为叶子结点增长链表指针,所有关键字都在叶子结点中呈现,非叶子结点作为叶子结点的索引;B+树老是到叶子结点才射中;
 
B*树:在B+树根蒂根基上,为非叶子结点也增长链表指针,将结点的最低哄骗率从1/2进步到2/3