定义
B 树可以看作是对2-3查找树的一种扩展,即他允许每个节点有M-1个子节点。
- 根节点至少有两个子节点
- 每个节点有M-1个key,并且以升序排列
- 位于M-1和M key的子节点的值位于M-1 和M key对应的Value之间
- 其它节点至少有M/2个子节点
下图是一个M=4 阶的B树:
可以看到B树是2-3树的一种扩展,他允许一个节点有多于2个的元素。
B树的插入及平衡化操作和2-3树很相似,这里就不介绍了。下面是往B树中依次插入
6 10 4 14 5 11 15 3 2 12 1 7 8 8 6 3 6 21 5 15 15 6 32 23 45 65 7 8 6 5 4
的演示动画:
B+树是对B树的一种变形树,它与B树的差异在于:
- 有k个子结点的结点必然有k个关键码;
- 非叶结点仅具有索引作用,跟记录有关的信息均存放在叶结点中。
- 树的所有叶结点构成一个有序链表,可以按照关键码排序的次序遍历全部记录。
如下图,是一个B+树:
下图是B+树的插入动画:
B和B+树的区别在于,B+树的非叶子结点只包含导航信息,不包含实际的值,所有的叶子结点和相连的节点使用链表相连,便于区间查找和遍历。
B+ 树的优点在于:
- 由于B+树在内部节点上不包含数据信息,因此在内存页中能够存放更多的key。 数据存放的更加紧密,具有更好的空间局部性。因此访问叶子节点上关联的数据也具有更好的缓存命中率。
- B+树的叶子结点都是相链的,因此对整棵树的便利只需要一次线性遍历叶子结点即可。而且由于数据顺序排列并且相连,所以便于区间查找和搜索。而B树则需要进行每一层的递归遍历。相邻的元素可能在内存中不相邻,所以缓存命中性没有B+树好。
但是B树也有优点,其优点在于,由于B树的每一个节点都包含key和value,因此经常访问的元素可能离根节点更近,因此访问也更迅速。下面是B 树和B+树的区别图: