B-树核心是磁盘I/O优化,通过减少树高、节点多关键字、同层叶子实现高效读取;C++实现需体现分裂/合并、自底向上调整、键值有序三大本质特征。

B-树不是为内存快速排序设计的,而是为磁盘I/O优化而生的数据结构。它的每个节点通常对应一次磁盘块读取(比如4KB),所以关键在于:减少树高、让单个节点容纳尽可能多的关键字和子指针,同时保持所有叶子节点在同一层。C++实现时,不能只关注“能跑通”,更要体现节点分裂/合并逻辑、自底向上调整、键值有序存储这三个本质特征。
一个典型的B-树节点包含:关键字数组、子指针数组、实际关键字数量、是否为叶子的标记。建议用模板支持任意可比较类型:
// 假设最小度数 t(即每个节点至少有 t−1 个关键字,最多 2t−1 个)
template
struct BTreeNode {
T keys[2 * t - 1];
BTreeNode* children[2 * t]; // 非叶子节点有最多 2t 个子指针
int n; // 当前关键字数量
bool leaf;
};
插入不是简单塞进叶子——它必须维持B-树性质。核心是先递归到叶子,再自底向上处理满节点分裂:
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搜索很简单:从根开始,根据key大小选择对应子树,直到找到或抵达空叶子。
删除更复杂,但原则明确:
基本上就这些。真正写实操代码时,重点不是堆砌语法,而是把分裂时机、上推逻辑、借/合并边界条件想清楚。标准库没提供B-树,但STL的map/set底层是红黑树;数据库如SQLite的B-Tree模块(btree.c)是极好的参考——它用C写,但思想完全适用C++。
以上就是如何用C++编写一个B-树?C++数据库索引数据结构实现【算法】的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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