B-Tree实现

依照CLRS讲解实现了一个B-Tree,包括create & insert & search & delete操作,实现上使用迭代完成,没有使用递归。
CODE: link.

B-Tree节点定义如下:

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#define T           85
#define BNODE_KEY_SIZE (2*T-1)
#define BNODE_CHILDREN_SIZE (2*T)

struct BTreeNode {
size_t count;
bool is_leaf;

size_t keys[BNODE_KEY_SIZE];
size_t values[BNODE_KEY_SIZE];
size_t children[BNODE_CHILDREN_SIZE];

BTreeNode() : count(0), is_leaf(true) {}
};

字段具体含义不解释。每个BTreeNode对一个磁盘页,实现了一组sim_XXX()函数模拟磁盘数据载入写出过程,通常用户持有一个size_t类型的node id,使用sim_get_node(size_t node_id)函数载入对应的磁盘数据,并返回对应的内存地址,修改或访问完以后使用sim_release_node()释放并“写回磁盘”。目前这组函数里做的只是size_t和BTreeNode*类型间的转换,可以额外增加写cache、reference_count代码,模拟实际开销。

b_tree_insert() 实现可以检测重复key,如果重复则只是更新对应的value值。
该函数实现有一点需要注意:当关键字k插入到x节点时,对应的插入子树为ci[x],如果n[ci[x]]==2t-1,则需要拆分子树ci[x],拆分后k & keyi[x]的相对关系会变化,需要重新对比k & keyi[x] & keyi+1[x]三者间的关系:确定k是否重复,需要递归处理拆分出来的ci[x] & ci+1[x]中的哪一个,对应在实现代码的 line: 153-178
这部分还可以不检测,split-child以后下次递归或循环还在当前节点处理而不下降,代码会清爽一些。

b_tree_delete() 实现复杂一些。按照CLRS描述,对于递归处理的下一节点x有:n[x]>=t,因此x有可能会跟左兄弟或有兄弟合并,合并后n[parent[x]]会减一,如果parent[x]是根节点,则意味着合并后x再无兄弟节点,x成为新的根节点。这种情况在2c) & 3b)里会出现,需要注意处理。

剩下的可以直接看代码,有问题可以留言。