漫画 B树 B-树

转载自 玻璃猫 程序员小灰

B树全程是Balance Tree,也可以称为B-树，但中间的-不是减号，只是一杠 B-树的重点： 把原来“瘦高”的树结构变得“矮胖”。 B树是一种多路平衡查找树，它的每一个节点最多包含K个孩子，K被称为B树的阶。k的大小取决于磁盘页的大小。 只要树的高度足够低，IO次数足够少，就可以提升查找性能。 B-树的添加删除都比较复杂。 主要应用于文件系统以及部分数据库索引

————————————

————————————

二叉查找树的结构：

第1次磁盘IO：

第2次磁盘IO：

第3次磁盘IO：

第4次磁盘IO：

下面来具体介绍一下B-树（Balance Tree），一个m阶的B树具有如下几个特征：

1.根结点至少有两个子女。

2.每个中间节点都包含k-1个元素和k个孩子，其中 m/2 <= k <= m

3.每一个叶子节点都包含k-1个元素，其中 m/2 <= k <= m

4.所有的叶子结点都位于同一层。

5.每个节点中的元素从小到大排列，节点当中k-1个元素正好是k个孩子包含的元素的值域分划。

第1次磁盘IO：

在内存中定位（和9比较）：

第2次磁盘IO：

在内存中定位（和2，6比较）：

第3次磁盘IO：

在内存中定位（和3，5比较）：

自顶向下查找4的节点位置，发现4应当插入到节点元素3，5之间。

节点3，5已经是两元素节点，无法再增加。父亲节点 2， 6 也是两元素节点，也无法再增加。根节点9是单元素节点，可以升级为两元素节点。于是拆分节点3，5与节点2，6，让根节点9升级为两元素节点4，9。节点6独立为根节点的第二个孩子。

自顶向下查找元素11的节点位置。

删除11后，节点12只有一个孩子，不符合B树规范。因此找出12,13,15三个节点的中位数13，取代节点12，而节点12自身下移成为第一个孩子。（这个过程称为左旋）