B樹

B樹

1970年,R.Bayer和E.mccreight提出了一種適用於外查找的樹,它是一種平衡的多叉樹,稱為B樹(或B-樹、B_樹)。在B-樹中查找給定關鍵字的方法是,首先把根結點取來,在根結點所包含的關鍵字K1,…,kj查找給定的關鍵字(可用順序查找或二分查找法),若找到等於給定值的關鍵字,則查找成功;否則,一定可以確定要查的關鍵字在某個Ki或Ki+1之間,於是取Pi所指的結點繼續查找,直到找到,或指針Pi為空時查找失敗。

基本信息

定義

B樹B樹

1970年,R.Bayer和E.mccreight提出了一種適用於外查找的樹,它是一種平衡的多叉樹,稱為B樹(或B-樹、B_樹)。

一棵m階B樹(balanced tree of order m)是一棵平衡的m路搜尋樹。它或者是空樹,或者是滿足下列性質的樹:

1、根結點至少有兩個子女;

2、每個非根節點所包含的關鍵字個數 j 滿足:┌m/2┐ - 1 <= j <= m - 1;

3、除根結點以外的所有結點(不包括葉子結點)的度數正好是關鍵字總數加1,故內部子樹個數 k 滿足:┌m/2┐ <= k <= m ;

4、所有的葉子結點都位於同一層。

在B-樹中,每個結點中關鍵字從小到大排列,並且當該結點的孩子是非葉子結點時,該k-1個關鍵字正好是k個孩子包含的關鍵字的值域的分劃。

因為葉子結點不包含關鍵字,所以可以把葉子結點看成在樹里實際上並不存在外部結點,指向這些外部結點的指針為空,葉子結點的數目正好等於樹中所包含的關鍵字總個數加1。

B-樹中的一個包含n個關鍵字,n+1個指針的結點的一般形式為: (n,P0,K1,P1,K2,P2,…,Kn,Pn)

其中,Ki為關鍵字,K1<…

示例

當在葉子結點處於第L+1層的B樹中插入關鍵字時,被插入的關鍵字總是進入第L層的結點。

若在一個包含j

插入算法演示:插入之前如圖1:

插入之前的B樹插入之前的B樹

插入之後如圖2:

插入之後的B樹插入之後的B樹

4. B-樹的刪除:

當從B-樹中刪除一個關鍵字Ki時,總的分為以下兩種情況:

如果該關鍵字所在的結點不是最下層的非葉子結點,則先需要把此關鍵字與它在B-樹中後繼對換位置,即以指針Pi所指子樹中的最小關鍵字Y代替Ki,然後在相應的結點中刪除Y。

如果該關鍵字所在的結點正好是最下層的非葉子結點,這種情況下,會有以下兩種可能:

① 若該關鍵字Ki所在結點中的關鍵字個數不小於┌m/2┐,則可以直接從該結點中刪除該關鍵字和相應指針即可。

② 若該關鍵字Ki所在結點中的關鍵字個數小於┌m/2┐,則直接從結點中刪除關鍵字會導致此結點中所含關鍵字個數小於┌m/2┐-1 。這種情況下,需考察該結點在B樹中的左或右兄弟結點,從兄弟結點中移若干個關鍵字到該結點中來(這也涉及它們的雙親結點中的一個關鍵字要作相應變化),使兩個結點中所含關鍵字個數基本相同;但如果其兄弟結點的關鍵字個數也很少,剛好等於┌m/2┐-1 ,這種移動則不能進行,這種情形下,需要把刪除了關鍵字Ki的結點、它的兄弟結點及它們雙親結點中的一個關鍵字合併為一個結點。

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