1970年,R.Bayer和E.mccreight提出了一种适合外查找的树,它是一种平衡的多叉树,称为B树。(有些地方写的是B-树,注意不要误读
成"B减树")
一棵M阶(M>2)的B树,是一棵平衡的M路平衡搜索树,可以是空树或者满足一下性质:
1. 根节点至少有两个孩子
2. 每个非根节点有[,M]个孩子
3. 每个非根节点有[ -1,M-1]个关键字,并且以升序排列
4. key[i]和key[i+1]之间的孩子节点的值介于key[i]、key[i+1]之间
5. 所有的叶子节点都在同一层
ps: 是向上取整
B树是一种高度平衡树
这里以M=3为例进行解释
例如一个树中有数组int arr[]={3,4,10,15,16,20,30,35,36,40,45,46,50,76,77};那么它的结构如下图
B树的插入
例如插入20 30 10 ,画图分析如下
源代码
#pragma once #include <vector> #include <iostream> using namespace std; template<class K,int M> struct BTreeNode { K _keys[M];//关键字数组,多一个便于分解 BTreeNode<K,M>* _subs[M+1];//连接子树的指针数组 BTreeNode<K,M>* _parent; int size;//关键字个数 BTreeNode() :size(0),_parent(NULL) { size_t i=0; for (i=0;i<M;++i) { _keys[i]=K(); _subs[i]=NULL; } _subs[M]=NULL; } }; template<class K,int M> class BTree { typedef BTreeNode<K,M> Node; public: BTree() :_root(NULL) {} pair<Node*,int> Find(const K& key) { Node* cur=_root; Node* parent=NULL; while(cur) { int i=0; while(i<cur->size) { if(cur->_keys[i]<key) { ++i; } else if (cur->_keys[i]>key) { break; } else//找到关键字 { return pair<Node*,int>(cur,i); } } parent=cur; cur=cur->_subs[i]; } return pair<Node*,int>(parent,-1);//没有找到关键字返回-1; } bool Insert(const K& key) { if(_root==NULL)//空树的插入 { _root=new Node; _root->_keys[0]=key; _root->size=1; return true; } pair<Node*,int> ret=Find(key); if(ret.second!=-1)//如果没有找到则插入,找到则不插入 return false; Node* cur=ret.first; K newkey=key; Node* sub=NULL; while(1) { InsertKey(cur,newkey,sub); if(cur->size<M)//如果插入后没有满,则直接返回 return true; size_t mid=cur->size/2;//插入后导致M满了,进行分裂 Node* tmp=new Node; int j=0; for(int i=mid+1;i<cur->size;++i)//拷贝key及孩子,连续分裂 { tmp->_keys[j]=cur->_keys[i]; if (cur->_subs[i]) { tmp->_subs[j]=cur->_subs[i]; tmp->_subs[j+1]=sub; cur->_subs[i]=NULL; tmp->_subs[j]->_parent=tmp; tmp->_subs[j+1]->_parent=tmp; } tmp->size++; cur->_keys[i]=K(); cur->size--; j++; } if(cur->_parent==NULL)//分裂到根节点 { _root=new Node; _root->_keys[0]=cur->_keys[mid]; _root->_subs[0]=cur; _root->_subs[1]=tmp; _root->size++; cur->_keys[mid]=K(); cur->size--; cur->_parent=_root; tmp->_parent=_root; return true; } //没有分裂到根节点 newkey=cur->_keys[mid]; cur->_keys[mid]=K(); cur->size--; sub=tmp; cur=cur->_parent;//上移 } return true; } void Inorder() { _Inorder(_root); cout<<endl; } protected: void InsertKey(Node* node,const K& key,Node* sub) { int i=node->size-1; while (i>=0) { if(node->_keys[i]>key) { node->_keys[i+1]=node->_keys[i]; node->_subs[i+2]=node->_subs[i+1]; --i; } else { break; } } node->_keys[i+1]= key; node->_subs[i+2]=sub; if(sub) sub->_parent=node; node->size++; } void _Inorder(Node* root)//打印完一个子树再递归下一步进行打印 { if(root==NULL) return; _Inorder(root->_subs[0]); for (int i=0;i<root->size;i++) { // _Inorder(root->_subs[i]); cout<<root->_keys[i]<<" "; } for(int i=1;i<M;++i) { _Inorder(root->_subs[i]); } } private: Node* _root; }; void testBTree() { BTree<int,3> bt; int arr[]={53,75,139,49,145,36,101}; for(int i=0;i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);++i) { bt.Insert(arr[i]); } bt.Inorder(); }
#include "BTree.h" #include <cstdlib> int main() { testBTree(); system("pause"); return 0; }
中序遍历结果为
原文链接:https://www.f2er.com/datastructure/382405.html