什么是Java多路查找樹

本篇內(nèi)容主要講解“什么是Java多路查找樹”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“什么是Java多路查找樹”吧!

 二叉樹的問題分析

二叉樹的操作效率高，但是也存在問題，請看下面的二叉樹

二叉樹需要加載到內(nèi)存，如果二叉樹的節(jié)點少，沒有什么問題，但是如果二叉樹的節(jié)點很多(比如1億)，就存在如下問題：

1. 鴻蒙官方戰(zhàn)略合作共建——HarmonyOS技術(shù)社區(qū)

2. 在構(gòu)建二叉樹時，需要多次進行I/O操作(海量數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)庫或文件中)，節(jié)點海量，構(gòu)建樹時，速度有影響。

3. 節(jié)點海量，也會造成二叉樹的高度很大，會降低操作速度。

多叉樹

1. 鴻蒙官方戰(zhàn)略合作共建——HarmonyOS技術(shù)社區(qū)

2. 在二叉樹中，每個節(jié)點有數(shù)據(jù)項，最多有兩個子節(jié)點。如果允許每個節(jié)點可以有更多的數(shù)據(jù)項和更多的節(jié)點，就是多叉樹(multiway tree).

3. 如2-3樹，2-3-4樹就是多叉樹，多叉樹通過重新組織節(jié)點，減少樹的高度，能對二叉樹進行優(yōu)化。

4. 舉例說明(下面的2-3樹)就是一顆多叉樹

B樹的基本介紹

B-Tree 樹即B樹，B即Balanced，平衡的意思。在mysql中說某種類型的索引是基于B樹或者B+樹，如下圖：

B樹說明：

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2. B樹的階：節(jié)點的最多子節(jié)點個數(shù)，比如2-3樹的階是3，2-3-4樹的階是4.

3. B樹的搜索：從根節(jié)點開始，對節(jié)點內(nèi)的關(guān)鍵字(有序)序列進行二分查找，如果命中則結(jié)束，否則進入查詢關(guān)鍵字所屬范圍的子節(jié)點;重復(fù)，直到所對應(yīng)的子指針為空，或已經(jīng)是葉子節(jié)點。

4. 關(guān)鍵字集合分布在整棵樹中，即葉子節(jié)點和非葉子節(jié)點都存放數(shù)據(jù)。

5. 搜索可能在非葉子節(jié)點結(jié)束

6. 其搜索性能等價于在關(guān)鍵字內(nèi)全集做一次二分查找。

B樹通過重新組織節(jié)點，降低樹的高度，并減少I/O讀寫次數(shù)來提升效率。

1. 鴻蒙官方戰(zhàn)略合作共建——HarmonyOS技術(shù)社區(qū)

2. 如圖B樹通過重新組織節(jié)點，降低了樹的高度。

3. 文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計者利用了磁盤預(yù)讀原理，將一個節(jié)點的大小設(shè)為等于一個頁(頁的大小通常為4k)，這樣每個節(jié)點只需一次I/O就可以完全載入。

4. 將樹的度M(樹中某個父節(jié)點含有最多子節(jié)點的個數(shù))設(shè)置為1024，在600億個元素中，最多只需4次I/O操作就可以讀取到想要的元素，B樹廣泛用于文件存儲系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。

B+樹基本介紹

B+樹是B樹的變體，也是一種多路查找樹

B+樹說明：

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2. B+樹的搜索與B樹也基本相同，區(qū)別是B+樹只有達到葉子節(jié)點才能命中(B樹可以在非葉子節(jié)點命中)，其性能也等價于在關(guān)鍵字全集做一次二分查找。

3. 所有關(guān)鍵字出現(xiàn)在葉子節(jié)點的鏈表中(即數(shù)據(jù)只能在葉子節(jié)點【也叫稠密索引】)，且鏈表中的關(guān)鍵字(數(shù)據(jù))恰好是有序的。

4. 不可能在非葉子節(jié)點命中。

5. 非葉子節(jié)點相當于葉子節(jié)點的索引(稀疏索引)，葉子節(jié)點相當于是存儲(關(guān)鍵字)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)層。

6. 更適合文件索引系統(tǒng)。

7. B樹和B+樹各有自己的場景，不能說B+樹完全比B樹好，反之亦然。

B*樹基本介紹

B* 樹是 B+ 樹的變體，在B+樹的非根和非葉子節(jié)點再增加指向兄弟的指針。

B 樹說明：*

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2. B*樹定義了非葉子節(jié)點關(guān)鍵字個數(shù)至少為(2/3)*M，即塊的最低使用率為2/3，而B+樹的塊的最低使用率1/2。

3. 從第一個特點可以看出，B*樹分配新節(jié)點的概率要比B+樹要低，空間使用率更高。

2-3樹基本介紹(最簡單的B樹)

2-3樹是最簡單的B-樹結(jié)構(gòu)，具有如下特點：

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2. 2-3樹的所有葉子節(jié)點都在同一層。(只要是B樹都滿足這個條件)

3. 有兩個子節(jié)點的節(jié)點叫做二節(jié)點，二節(jié)點要么沒有子節(jié)點，要么有兩個子節(jié)點。

4. 有三個子節(jié)點的節(jié)點叫做三節(jié)點，三節(jié)點要么沒有子節(jié)點，要么有三個子節(jié)點。

5. 2-3是由二節(jié)點和三節(jié)點構(gòu)成的樹。

2-3樹的插入規(guī)則：

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2. 2-3樹的所有葉子節(jié)點都在同一層。(只要是B樹都滿足這個條件)。

3. 有兩個子節(jié)點的節(jié)點叫做二節(jié)點，二節(jié)點要么沒有子節(jié)點，要么有兩個子節(jié)點。

4. 有三個子節(jié)點的節(jié)點叫做三節(jié)點，三節(jié)點要么沒有子節(jié)點，要么有三個子節(jié)點。

5. 當按照規(guī)則插入一個數(shù)到某個節(jié)點時，不能滿足上面三個要求，就需要拆，先向上拆，如果上層滿，則拆本層，拆后仍然需要滿足上面三個條件。

6. 對于三節(jié)點的子樹的值大小仍然滿足(BST二叉排序樹)的規(guī)則。

到此，相信大家對“什么是Java多路查找樹”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！