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B-Tree B+Tree 比较

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B树
       即二叉搜索树:

       1.所有非叶子结点至多拥有两个儿子(Left和Right);
       2.所有结点存储一个关键字;
       3.非叶子结点的左指针指向小于其关键字的子树,右指针指向大于其关键字的子树;

B树的搜索,从根结点开始,如果查询的关键字与结点的关键字相等,那么就命中;否则,如果查询关键字比结点关键字小,就进入左儿子;如果比结点关键字大,就进入右儿子;如果左儿子或右儿子的指针为空,则报告找不到相应的关键字;
       如果B树的所有非叶子结点的左右子树的结点数目均保持差不多(平衡),那么B树的搜索性能逼近二分查找;但它比连续内存空间的二分查找的优点是,改变B树结构(插入与删除结点)不需要移动大段的内存数据,甚至通常是常数开销;
实际使用的B树都是在原B树的基础上加上平衡算法,即“平衡二叉树”;如何保持B树结点分布均匀的平衡算法是平衡二叉树的关键;平衡算法是一种在B树中插入和删除结点的策略;
B-树
       是一种多路搜索树(并不是二叉的):
       1.定义任意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];其中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;
B-树的搜索,从根结点开始,对结点内的关键字(有序)序列进行二分查找,如果命中则结束,否则进入查询关键字所属范围的儿子结点;重复,直到所对应的儿子指针为空,或已经是叶子结点;
B-树的特性:
       1.关键字集合分布在整颗树中;
       2.任何一个关键字出现且只出现在一个结点中;
       3.搜索有可能在非叶子结点结束;
       4.其搜索性能等价于在关键字全集内做一次二分查找;
       5.自动层次控制;
B+树
       B+树是B-树的变体,也是一种多路搜索树:
       1.其定义基本与B-树同,除了:
       2.非叶子结点的子树指针与关键字个数相同;
       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.为所有叶子结点增加一个链指针;
       6.所有关键字都在叶子结点出现;
B+的特性:
       1.所有关键字都出现在叶子结点的链表中(稠密索引),且链表中的关键字恰好是有序的;
       2.不可能在非叶子结点命中;
       3.非叶子结点相当于是叶子结点的索引(稀疏索引),叶子结点相当于是存储(关键字)数据的数据层;
       4.更适合文件索引系统;
B*树
       是B+树的变体,在B+树的非根和非叶子结点再增加指向兄弟的指针;
小结
       B树:二叉树,每个结点只存储一个关键字,等于则命中,小于走左结点,大于走右结点;
       B-树:多路搜索树,每个结点存储M/2到M个关键字,非叶子结点存储指向关键字范围的子结点;
       所有关键字在整颗树中出现,且只出现一次,非叶子结点可以命中;
       B+树:在B-树基础上,为叶子结点增加链表指针,所有关键字都在叶子结点中出现,非叶子结点作为叶子结点的索引;B+树总是到叶子结点才命中;
       B*树:在B+树基础上,为非叶子结点也增加链表指针,将结点的最低利用率从1/2提高到2/3
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