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文件系统和数据库是由于什么原因才选择B树或B+树建立?

来源:千锋教育
发布人:xqq
时间: 2023-10-13 03:03:02 1697137382

一、文件系统和数据库是由于什么原因才选择B树或B+树建立索引的

索引的目标是要找到数据所在的物理位置,因此用树去实现搜索数据所在物理位置,每个节点对应一次IO,因此结合知识点1为了减少搜索时间,就需要控制树的高度,那这样的话二叉树明显不行,因为二叉树插入的话树的高度是没办法控制的,因此采用B+树的形式,每个节点对应很多子节点,插入节点时增加子节点而不是增加树高度。更进一步,采用B+树时在相同数据量的情况下如何降低树的高度?当然是增加每一层的数据量,而考虑到知识点2,一个节点对应一个扇区大小存储多个数据项,既可以降低索引文件大小,又可以在相同数据量的情况下减少每层节点数,提高性能。

这是配合磁盘特性的,本来查询树使用多分支在内存里是没有意义的,只会导致读取了更多数据,但磁盘(或者说机械硬盘)的特性在于,多次随机读取效率远低于连续读取一大段数据,因为每一次都需要经过寻道。这样B树就被设计为用较少的次数读取磁盘,每次读取较大的块,从而优化整体查询。

延伸阅读:

二、使用B+树的好处

由于B+树的内部节点只存放键,不存放值,因此,一次读取,可以在内存页中获取更多的键,有利于更快地缩小查找范围。

B+树的叶节点由一条链相连,因此,当需要进行一次全数据遍历的时候,B+树只需要使用O(logN)时间找到最小的一个节点,然后通过链进行O(N)的顺序遍历即可。而B树则需要对树的每一层进行遍历,这会需要更多的内存置换次数,因此也就需要花费更多的时间。

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