B树、B+树、B*树

B树

B树(也称B-tree,B-树)特点:

  • B树的阶:节点的最多子节点个数
  • 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子结点;重复,直到所对应的子指针为空,或已经是叶子结点
  • 关键字集合分布在整颗树中, 即叶子节点和非叶子节点都存放数据
  • 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
    B树、B+树、B*树

B+树

B+树是B树的变体,也是一种多路搜索树。特点:

  • B+树的搜索与B树也基本相同,区别是B+树只有达到叶子结点才命中(B树可以在非叶子结点命中),其性能也等价于在关键字全集做一次二分查找
  • 所有关键字都出现在叶子结点的链表中(即数据只能在叶子节点【也叫稠密索引】),且链表中的关键字(数据)恰好是有序的
  • 不可能在非叶子结点命中
  • 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
  • 更适合文件索引系统
  • B树和B+树各有自己的应用场景,不能说B+树完全比B树好,反之亦然
    B树、B+树、B*树

B*树

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。特点:

  • B*树定义了非叶子结点关键字个数至少为(2/3)*M,即块的最低使用率为2/3,而B+树的块的最低使用率为B+树的1/2
  • 从第1个特点我们可以看出,B*树分配新结点的概率比B+树要低,空间使用率更高
    B树、B+树、B*树

文件系统及数据库系统的设计者利用了磁盘预读原理,将一个节点的大小设为等于一个页(页得大小通常为4k),这样每个节点只需要一次I/O就可以完全载入。将树的度M设置为1024,在600亿个元素中最多只需要4次I/O操作就可以读取到想要的元素, B树(B+)广泛应用于文件存储系统以及数据库系统中