标签:限制 void false 合并 情况下 9.png break TE zh-cn
B树是平衡的m路搜索树。
根结点至少两个子女,根结点以外的非失败结点至少?m/2?个子女,所有失败结点都在h+1层。
第h层至少2?m/2?h-1个结点,因此失败结点数n+1≥2?m/2?h-1个。
每个结点包含一组指针recptr[m],指向实际记录的存放地址。recptr[i]与key[i]形成了一个索引项
注:key[0]~key[n]和ptr[0]~ptr[n](n<m)
每个非失败结点都有?m/2?-1~m-1个关键码,插入后超过范围的话需要分裂结点。
前?m/2?-1个关键码形成结点p,后m-?m/2?个结点形成结点q,第?m/2?个关键码和指向q的指针插入到p的父结点。
最差情况下,自顶向下搜索叶结点需要h次读盘,自底向上分裂路径上每一个结点。分裂非根结点时插入两个结点,分裂根结点时插入三个结点。需要读写磁盘次数=3h+1(不考虑读入的结点再向上插入时需要重新从磁盘读入)
当m较大时,访问磁盘的平均次数接近h+1。
如果被删关键码不在叶结点,在删去后就找其后一个指针指向的子树里最小的关键码x替代,再删去叶结点的关键码x。
在叶结点中删去关键码:
(1)被删关键码所在结点是根结点、结点关键码个数n≥2,直接删除关键码并将结点写回磁盘。
(2)被删关键码所在结点不是根结点、结点关键码个数n≥?m/2?,,直接删除关键码并将结点写回磁盘。
(3)被删关键码在叶结点、结点关键码个数n=?m/2?-1、相邻右兄弟/左兄弟结点关键码个数n≥?m/2?
①将父结点刚刚好大于/小于待删关键码的关键码下移到待删关键码的位置。
②将右兄弟/左兄弟结点中的最小/最大关键码上移到父结点的该位置。
③将右兄弟/左兄弟结点的最左/右子树指针平移到被删关键码所在结点的最后/最前子树指针位置。
④右/左兄弟结点被移走了一个关键码和一个指针,需要要剩下的填补调整,结点的关键码个数n也要减1。
(4)被删关键码在叶结点、结点关键码个数n=?m/2?-1、相邻右兄弟/左兄弟结点关键码个数n=?m/2?-1,则需要合并结点。
①将父结点p刚刚好大于待删关键码的关键码下移到待删关键码的位置。
②将若要合并p中子树指针pi和所pi+1指向的结点,并保留pi指向的结点,则将Ki+1关键码下移。
③把要指向pi结点全部关键码和指针都移到pi+1指向结点,并将其删除。
④p结点被移走了一个关键码和一个指针,需要要剩下的填补调整,结点的关键码个数n也要减1。
⑤如果p结点是根结点且关键码个数减少到了0,则将其删去,合并后结点作为新根;如果p结点不是根结点且关键码个数减少到了?m/2?-1,它要和自己的兄弟结点合并并重复该过程;
template <class T> class Btree:public Mtree<T>{ //B树类继承自m树 public: Btree(); bool Insert(const T& x); bool Remove(T& x); void LeftAdjust(MtreeNode<T> *p,MtreeNode<T> *q,int d,int j); void RightAdjust(MtreeNode<T> *p,MtreeNode<T> *q,int d,int j); void compress(MtreeNode<T> *p,int j); void merge(MtreeNode<T> *p,MtreeNode<T>* q,MtreeNode<T> *pl,int j); }; template <class T> bool Btree<T>::Insert(const T& x){ //将关键码x插入到一个驻留在磁盘的m阶B树中 Triple<T> loc=Search(x); if(!loc.tag) return false; //已存在 MtreeNode<T> *p=loc.r,*q; //p是关键码要插入的结点地址 MtreeNode<T> *ap=NULL,*t; //ap是插入码x的右邻指针 T k=x;int j=loc.i; //(k,ap)形成插入二元组 while(1){ if(p->n<m-1){ //结点关键码个数未超出 insertkey(p,j,k,ap); PutNode(p); return true; } int s=(m+1)/2; //准备分裂结点 insertkey(p,j,k,ap); //插入后p->n达到m q=new MtreeNode<T>; move(p,q,s,m); //将p的key[s+1..m]和ptr[s..m]移动到q的key[1..s-1]和ptr[0..s-1],p->n改为s-1,q->n改为m-s k=p->key[s]; ap=q; //(k,ap)形成向上插入二元组 if(p->parent!=NULL){ t=p->parent;GetNode(t); j=0; t->key[(t->n)+1]=MAXKEY; while(t->key[j+1]<k) j++; //搜索,找到大于K的关键码停止 q->parent=p->parent; PutNode(p);PutNode(q); p=t; //p上升到父结点,继续调整 } else{ //原p为根,需要产生新根 root=new MtreeNode<T>; root->n=1;root->parent=NULL; root->key[1]=k; root->ptr[0]=p; root->ptr[1]=ap; q->parent=p->parent=root; PutNode(p);PutNode(q);PutNode(root); return true; } } } template <class T> bool Btree<T>::Remove(const T& x){ Triple<T> loc=Search(x); if(loc.tag) return false; //未找到 MtreeNode<T> *p=loc.r,*q,*s; int j=loc.i; //p->key[j]==x if(p->ptr[j]!=NULL){ //非叶结点 s=p->ptr[j];GetNode(s);q=p; while(s!=NULL){ q=s; s=s->ptr[0]; } p->key[j]=q->key[1]; compress(q,1); //把结点q中1以后的指针和关键码前移,删除key[1] p=q; } else compress(p,j); //叶结点,直接删除 int d=(m+1)/2; while(1){ if(p->n<d-1){ //小于最小限制 j=0;q=p->parent; GetNode(q); while(j<=q->n && q->ptr[j]!=p) j++; if(!j) LeftAdjust(p,q,d,j); else RightAdjust(p,q,d,j); p=q; if(p==root) break; } else break; } if(root->n==0){ p=root->ptr[0]; delete root; root=p; root->parent=NULL; } return true; } template <class T> void LeftAdjust(MtreeNode<T> *p,MtreeNode<T> *q,int d,int j){ MtreeNode<T> *pl=q->ptr[j+1]; if(pl->n>d-1){ //右兄弟空间还够,仅做调整 p->n++; p->key[p->n]=q->key[j+1]; q->key[j+1]=pl->key[1]; p->ptr[p->n]=pl->ptr[0]; pl->ptr[0]=pl->ptr[1]; compress(pl,1); } else merge(p,q,pl,j+1); //p与pl合并,保留p结点 } template <class T> void RightAdjust(MtreeNode<T> *p,MtreeNode<T> *q,int d,int j){ } void compress(MtreeNode<T> *p,int j){ for(int i=j; i<p-n; i++){ //左移 p->key[i]=p->key[i+1]; p->ptr[i]=p->ptr[i+1]; } p->n--; //结点中元素个数减1 } void merge(MtreeNode<T> *p,MtreeNode<T>* q,MtreeNode<T> *pl,int j){ p->key[(p->n)+1]=q->key[j]; p->ptr[(p->n)+1]=pl->ptr[0]; for(int i=1; i<=pl->n; i++){ p->key[(p->n)+i+1]=pl->key[i]; p->ptr[(p->n)+i+1]=pl->ptr[i]; } compress(q,j); p->n=p->n+pl->n+1; delete pl; }
标签:限制 void false 合并 情况下 9.png break TE zh-cn
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