什么是 B 树?
本文提到的「B-树」,就是「B树」,都是 B-tree 的翻译,里面不是减号-,是连接符-。因为有人把 B-tree 翻成 「B-树」,让人以为「B树」和「B-树」是两种树,实际上两者就是同一种树。
Mysql数据库里面的索引是基于什么数据结构了呢?
主要是基于Hash表或者B+树。
B+树的具体实现细节?B-树和B+树有什么区别呢?联合索引在B+树中如何存储呢?
要知道这些,我们需要先了解什么是B-树。数据库索引之所以要使用树结构存储,是因为树的查询效率高,而且可以保持有序。为什么索引不使用二叉查找来树来实现呢?(///二叉查找树查询的时间复杂读是0(logN),性能已经足够高了啊,难道B树可以比它更快?)其实从算法逻辑上讲,二叉查找树的查找速度和比较次数都是最小的,但是为我们不得不考虑一个现实的问题:磁盘 IO。
数据库索引是存储在磁盘上的,当数据量比较打的时候,索引的大小可能有几个G甚至更多。当我们利用索引查询的时候,能把整个索引全部加载到内存吗?不可能,能做的只有逐一的加载每一个磁盘页对应着索引树的节点。

如果我们利用二叉查找树作为索引结构,情形是什么呢?假设树的高度是4,查找的值是10,流程如下:



由上可以看出,磁盘IO的次数是由索引树高度决定,所以为了减少磁盘IO次数,我们需要减少树的高度,这就是B-树的特征之一。
B树的定义:
两种定义:用阶定义的B树 & 用阶定义的B树
用阶定义的B树 :
B 树又叫平衡多路查找树。一棵m阶的B 树 (注:切勿简单的认为一棵m阶的B树是m叉树,虽然存在四叉树,八叉树,KD树,及vp/R树/R*树/R+树/X树/M树/线段树/希尔伯特R树/优先R树等空间划分树,但与B树完全不等同)的特性如下:
- 树中每个结点最多含有m个孩子(m>=2);
- 除根结点和叶子结点外,其它每个结点至少有[ceil(m / 2)]个孩子(其中ceil(x)是一个取上限的函数);
- 若根结点不是叶子结点,则至少有2个孩子(特殊情况:没有孩子的根结点,即根结点为叶子结点,整棵树只有一个根节点);
- 所有叶子结点都出现在同一层,叶子结点不包含任何关键字信息(其实,关键是把什么当做叶子结点,因为如红黑树中,每一个NULL指针即当做叶子结点,只是没画出来而已)。
- 每个非终端结点中包含有n个关键字信息: (n,P0,K1,P1,K2,P2,......,Kn,Pn)。其中:
a) Ki (i=1...n)为关键字,且关键字按顺序升序排序K(i-1)< Ki。
b) Pi为指向子树根的接点,且指针P(i-1)指向子树种所有结点的关键字均小于Ki,但都大于K(i-1)。
c) 关键字的个数n必须满足: [ceil(m / 2)-1]<= n <= m-1。如下图所示:

用度定义的B树:
针对上面的5点,再阐述下:B树中每一个结点能包含的关键字(如之前上面的D H和Q T X)数有一个上界和下界。这个下界可以用一个称作B树的最小度数(算法导论中文版上译作度数,最小度数即内节点中节点最小孩子数目)m(m>=2)表示。
每个非根的内结点至多有m个子女,每个非根的结点必须至少含有m-1个关键字,如果树是非空的,则根结点至少包含一个关键字;
每个结点可包含至多2m-1个关键字。所以一个内结点至多可有2m个子女。如果一个结点恰好有2m-1个关键字,我们就说这个结点是满的(而稍后介绍的B*树作为B树的一种常用变形,B*树中要求每个内结点至少为2/3满,而不是像这里的B树所要求的至少半满);
当关键字数m=2(t=2的意思是,mmin=2,m可以>=2)时的B树是最简单的(有很多人会因此误认为B树就是二叉查找树,但二叉查找树就是二叉查找树,B树就是B树,B树是一棵含有m(m>=2)个关键字的平衡多路查找树),此时,每个内结点可能因此而含有2个、3个或4个子女,亦即一棵2-3-4树,然而在实际中,通常采用大得多的t值。

上图是一颗阶数为4的B树。在实际应用中的B树的阶数m都非常大(通常大于100),所以即使存储大量的数据,B树的高度仍然比较小。每个结点中存储了关键字(key)和关键字对应的数据(data),以及孩子结点的指针。我们将一个key和其对应的data称为一个记录。
B-树的查询:
演示如下:假设查询5




插入:
B-树的插入过程比较复杂,我们只举一个最金典的例子,插入4

删除:11


什么是 B 树?的更多相关文章
- B树——算法导论(25)
B树 1. 简介 在之前我们学习了红黑树,今天再学习一种树--B树.它与红黑树有许多类似的地方,比如都是平衡搜索树,但它们在功能和结构上却有较大的差别. 从功能上看,B树是为磁盘或其他存储设备设计的, ...
- ASP.NET Aries 入门开发教程8:树型列表及自定义右键菜单
前言: 前面几篇重点都在讲普通列表的相关操作. 本篇主要讲树型列表的操作. 框架在设计时,已经把树型列表和普通列表全面统一了操作,用法几乎是一致的. 下面介绍一些差距化的内容: 1:树型列表绑定: v ...
- 再讲IQueryable<T>,揭开表达式树的神秘面纱
接上篇<先说IEnumerable,我们每天用的foreach你真的懂它吗?> 最近园子里定制自己的orm那是一个风生水起,感觉不整个自己的orm都不好意思继续混博客园了(开个玩笑).那么 ...
- HDU1671——前缀树的一点感触
题目http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1671 题目本身不难,一棵前缀树OK,但是前两次提交都没有成功. 第一次Memory Limit Exceed ...
- 算法与数据结构(十一) 平衡二叉树(AVL树)
今天的博客是在上一篇博客的基础上进行的延伸.上一篇博客我们主要聊了二叉排序树,详情请戳<二叉排序树的查找.插入与删除>.本篇博客我们就在二叉排序树的基础上来聊聊平衡二叉树,也叫AVL树,A ...
- [C#] C# 知识回顾 - 表达式树 Expression Trees
C# 知识回顾 - 表达式树 Expression Trees 目录 简介 Lambda 表达式创建表达式树 API 创建表达式树 解析表达式树 表达式树的永久性 编译表达式树 执行表达式树 修改表达 ...
- bzoj3207--Hash+主席树
题目大意: 给定一个n个数的序列和m个询问(n,m<=100000)和k,每个询问包含k+2个数字:l,r,b[1],b[2]...b[k],要求输出b[1]~b[k]在[l,r]中是否出现. ...
- bzoj1901--树状数组套主席树
树状数组套主席树模板题... 题目大意: 给定一个含有n个数的序列a[1],a[2],a[3]--a[n],程序必须回答这样的询问:对于给定的i,j,k,在a[i],a[i+1],a[i+2]--a[ ...
- bzoj3932--可持久化线段树
题目大意: 最近实验室正在为其管理的超级计算机编制一套任务管理系统,而你被安排完成其中的查询部分.超级计算机中的 任务用三元组(Si,Ei,Pi)描述,(Si,Ei,Pi)表示任务从第Si秒开始,在第 ...
- jquery-treegrid树状表格的使用(.Net平台)
上一篇介绍了DataTable,这一篇在DT的基础之上再使用jquery的一款插件:treegrid,官网地址:http://maxazan.github.io/jquery-treegrid/ 一. ...
随机推荐
- 为什么会有这么多python?其实python并不是编程语言!
Python是出类拔萃的 然而,这是一句非常模棱两可的话.这里的"Python"到底指的是什么? 是Python的抽象接口吗?是Python的通用实现CPython吗(不要把CPy ...
- User-Agent 请求消息头
User-Agent User-Agent, 用户代理 请求消息头,其中包含了 客户机.客户端 的一些信息, 如 浏览器版本 和 类型, 操作系统的类型等. 具体解析 步骤, 推荐以下 博客文章 ...
- 2019The Preliminary Contest for ICPC China Nanchang National Invitational
The Preliminary Contest for ICPC China Nanchang National Invitational 题目一览表 考察知识点 I. Max answer 单调栈+ ...
- springBoot多数据源(不同类型数据库)项目
一个基于springboot的多数据源(mysql.sqlserver)项目,先看看项目结构,注意dao层 多数据源mysql配置代码: package com.douzi.robotcenter.c ...
- swiper常见问题
swiper是一个比较不错的一个轮播插件,但是呢,有时候在使用的时候也会出现很多的问题,我将我遇到的一些问题解决办法写在下面. 第一个问题:swiper分页器不显示 一般swiper使用分页器都是这样 ...
- DirectX11 With Windows SDK--20 硬件实例化与视锥体裁剪
前言 这一章将了解如何在DirectX 11利用硬件实例化技术高效地绘制重复的物体,以及使用视锥体裁剪技术提前将位于视锥体外的物体进行排除. 在此之前需要额外了解的章节如下: 章节回顾 18 使用Di ...
- JGUI源码:鼠标中键滚动再次优化(5)
//电脑端中键滚动事件 var mousewheel = getBrowserInfo() == "Firefox" ? "DOMMouseScroll" : ...
- [物理学与PDEs]第5章第2节 变形的描述, 应变张量 2.1 变形梯度张量
$$\bex \rd{\bf y}={\bf F}\rd {\bf x}, \eex$$ 其中 ${\bf F}=\n_x{\bf y}=\sex{\cfrac{\p y_i}{\p x_j}}$ 为 ...
- EffectiveC++ 第2章 构造/析构/赋值运算
我根据自己的理解,对原文的精华部分进行了提炼,并在一些难以理解的地方加上了自己的"可能比较准确"的「翻译」. Chapter 2 构造 / 析构 / 赋值 条款 05:了解C++ ...
- 第30月第3天 iOS图标icon自动生成和自定义尺寸
1. http://icon.wuruihong.com/ https://www.jianshu.com/p/684751c14735 2.status bar UIViewControllerBa ...