B树与B+树的区别

B树与B+树的区别

 

如图所示,区别有以下两点:

1. B+树中只有叶子节点会带有指向记录的指针(ROWID),而B树则所有节点都带有,在内部节点出现的索引项不会再出现在叶子节点中。

2. B+树中所有叶子节点都是通过指针连接在一起,而B树不会。

 

B+树的优点:

1. 非叶子节点不会带上ROWID,这样,一个块中可以容纳更多的索引项,一是可以降低树的高度。二是一个内部节点可以定位更多的叶子节点。

2. 叶子节点之间通过指针来连接,范围扫描将十分简单,而对于B树来说,则需要在叶子节点和内部节点不停的往返移动。

 

B树的优点:

对于在内部节点的数据,可直接得到,不必根据叶子节点来定位。

 

 

一,b树
b树(balance tree)和b+树应用在数据库索引,可以认为是m叉的多路平衡查找树,但是从理论上讲,二叉树查找速度和比较次数都是最小的,为什么不用二叉树呢? 
因为我们要考虑磁盘IO的影响,它相对于内存来说是很慢的。数据库索引是存储在磁盘上的,当数据量大时,就不能把整个索引全部加载到内存了,只能逐一加载每一个磁盘页(对应索引树的节点)。所以我们要减少IO次数,对于树来说,IO次数就是树的高度,而“矮胖”就是b树的特征之一,它的每个节点最多包含m个孩子,m称为b树的阶,m的大小取决于磁盘页的大小。

█一个M阶的b树具有如下几个特征:

定义任意非叶子结点最多只有M个儿子,且M>2;
根结点的儿子数为[2, M];
除根结点以外的非叶子结点的儿子数为[M/2, M],向上取整;
非叶子结点的关键字个数=儿子数-1;
所有叶子结点位于同一层;
k个关键字把节点拆成k+1段,分别指向k+1个儿子,同时满足查找树的大小关系。
█有关b树的一些特性,注意与后面的b+树区分:

关键字集合分布在整颗树中;
任何一个关键字出现且只出现在一个结点中;
搜索有可能在非叶子结点结束;
其搜索性能等价于在关键字全集内做一次二分查找;
█如图是一个3阶b树,顺便讲一下查询元素5的过程: 
 B树与B+树的区别
1,第一次磁盘IO,把9所在节点读到内存,把目标数5和9比较,小,找小于9对应的节点;

 B树与B+树的区别
2,第二次磁盘IO,还是读节点到内存,在内存中把5依次和2、6比较,定位到2、6中间区域对应的节点; 
3,第三次磁盘IO就不上图了,跟第二步一样,然后就找到了目标5。

可以看到,b树在查询时的比较次数并不比二叉树少,尤其是节点中的数非常多时,但是内存的比较速度非常快,耗时可以忽略,所以只要树的高度低,IO少,就可以提高查询性能,这是b树的优势之一。

█b树的插入删除元素操作: 
比如我们要在下图中插入元素4: 
 B树与B+树的区别
1,首先自顶向下查询找到4应该在的位置,即3、5之间; 
2,但是3阶b树的节点最多只能有2个元素,所以把3、4、5里面的中间元素4上移(中间元素上移是插入操作的关键); 
3,上一层节点加入4之后也超载了,继续中间元素上移的操作,现在根节点变成了4、9; 
4,还要满足查找树的性质,所以对元素进行调整以满足大小关系,始终维持多路平衡也是b树的优势,最后变成这样: 
 B树与B+树的区别
再比如我们要删除元素11: 
1,自顶向下查询到11,删掉它; 
2,然后不满足b树的条件了,因为元素12所在的节点只有一个孩子了,所以我们要“左旋”,元素12下来,元素13上去: 
 B树与B+树的区别
这时如果再删除15呢?很简单,当元素个数太少以至于不能再旋转时,12直接上去就行了。

二,b+树
b+树,是b树的一种变体,查询性能更好。m阶的b+树的特征:

有n棵子树的非叶子结点中含有n个关键字(b树是n-1个),这些关键字不保存数据,只用来索引,所有数据都保存在叶子节点(b树是每个关键字都保存数据)。
所有的叶子结点中包含了全部关键字的信息,及指向含这些关键字记录的指针,且叶子结点本身依关键字的大小自小而大顺序链接。
所有的非叶子结点可以看成是索引部分,结点中仅含其子树中的最大(或最小)关键字。
通常在b+树上有两个头指针,一个指向根结点,一个指向关键字最小的叶子结点。
同一个数字会在不同节点中重复出现,根节点的最大元素就是b+树的最大元素。

B树与B+树的区别
█b+树相比于b树的查询优势:

b+树的中间节点不保存数据,所以磁盘页能容纳更多节点元素,更“矮胖”;
b+树查询必须查找到叶子节点,b树只要匹配到即可不用管元素位置,因此b+树查找更稳定(并不慢);
对于范围查找来说,b+树只需遍历叶子节点链表即可,b树却需要重复地中序遍历,如下两图:

B树与B+树的区别
原文参考: 
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2NjA3NTc4Ng==&mid=2652079363&idx=1&sn=7c2209e6b84f344b60ef4a056e5867b4&chksm=f1748ee6c60307f084fe9eeff012a27b5b43855f48ef09542fe6e56aab6f0fc5378c290fc4fc&scene=0&pass_ticket=75GZ52L7yYmRgfY0HdRdwlWLLEqo5BQSwUcvb44a7dDJRHFf49nJeGcJmFnj0cWg#rd
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作者:login_sonata 
来源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/login_sonata/article/details/75268075 
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