导航:首页 > 源码编译 > btree算法

btree算法

发布时间:2022-10-30 19:11:13

A. MySQL索引的Index method中btree和hash的区别

当分片索引不是纯整型的字符串时,只接受整型的内置 hash 算法是无法使用的。为此,stringhash 按照用户定义的起点和终点去截取分片索引字段中的部分字符,根据当中每个字符的二进制 unicode 值换算出一个长整型数值,然后就直接调用内置 hash 算法求解分片路由:先求模得到逻辑分片号,再根据逻辑分片号直接映射到物理分片。


B. 二叉树遍历演示

四、 遍历二叉树 二叉树是一种非线性的数据结构,在对它进行操作时,总是需要逐一对每个数据元素实施 操作,这样就存在一个操作顺序问题,由此提出了二叉树的遍历操作。所谓遍历二叉树就 是按某种顺序访问二叉树中的每个结点一次且仅一次的过程。这里的访问可以是输出、比 较、更新、查看元素内容等等各种操作。
二叉树的遍历方式分为两大类:一类按根、左子树和右子树三个部分进行访问;另一类按 层次访问。下面我们将分别进行讨论。
1、 按根、左子树和右子树三部分进行遍历 遍历二叉树的顺序存在下面6种可能: TLR(根左右), TRL(根右左) LTR(左根右), RTL(右根左) LRT(左右根), RLT(右左根) 其中,TRL、RTL和RLT三种顺序在左右子树之间均是先右子树后左子树,这与人们先左后右的习惯不同,因此,往往不予采用。余下的三种顺序TLR、LTR和LRT根据根访问的位置不同分别被称为先序遍历、中序遍历和后序遍历。(1)先序遍历若二叉树为空,则结束遍历操作;否则访问根结点;先序遍历左子树;先序遍历右子树。(2)中序遍历若二叉树为空,则结束遍历操作;否则中序遍历左子树;访问根结点;中序遍历右子树。(3)后序遍历若二叉树为空,则结束遍历操作;否则后序遍历左子树;后序遍历右子树;访问根结点。例如。以下是一棵二叉树及其经过三种遍历所得到的相应遍历序列二叉树的两种遍历方法:(1)对一棵二叉树中序遍历时,若我们将二叉树严格地按左子树的所有结点位于根结点的左侧,右子树的所有结点位于根右侧的形式绘制,就可以对每个结点做一条垂线,映射到下面的水平线上,由此得到的顺序就是该二叉树的中序遍历序列
(2)任何一棵二叉树都可以将它的外部轮廓用一条线绘制出来,我们将它称为二叉树的包线,这条包线对于理解二叉树的遍历过程很有用。 由此可以看出:(1)遍历操作实际上是将非线性结构线性化的过程,其结果为线性序列,并根据采用的遍历顺序分别称为先序序列、中序序列或后序序列;(2)遍历操作是一个递归的过程,因此,这三种遍历操作的算法可以用递归函数实现。(1)先序遍历递归算法
void PreOrder(BTree BT) {
if (BT) { Visit(BT);
PreOrder(BT->Lchild);
PreOrder(BT->Rchild);
}(2)中序遍历递归算法
void InOrder(BTree BT) {
if (BT) {
InOrder(BT->Lchild);
Visit(BT);
InOrder(BT->Rchild);
}
}(3)后序遍历递归算法
void PostOrder(BTree BT) {
if (BT) {
PostOrder(BT->Lchild);
PostOrder(BT->Rchild);
Visit(BT);
}
} 2 、按层次遍历二叉树 实现方法为从上层到下层,每层中从左侧到右侧依次访问每个结点。下面我们将给出一棵二叉树及其按层次顺序访问其中每个结点的遍历序列。
void LevelOreder(QBTree BT) {
for (i=1;i<=BT.n;i++)
if (BT.elem[i]!='#') Visite(BT.elem[i]);
}二叉树用链式存储结构表示时,按层遍历的算法实现访问过程描述如下:访问根结点,并将该结点记录下来;若记录的所有结点都已处理完毕,则结束遍历操作;否则重复下列操作。取出记录中第一个还没有访问孩子的结点,若它有左孩子,则访问左孩子,并将记录下来;若它有右孩子,则访问右孩子,并记录下来。 在这个算法中,应使用一个队列结构完成这项操作。所谓记录访问结点就是入队操作; 而取出记录的结点就是出队操作。这样一来,我们的算法就可以描述成下列形式:(1)访问根结点,并将根结点入队;(2)当队列不空时,重复下列操作:从队列退出一个结点;若其有左孩子,则访问左孩子,并将其左孩子入队;若其有右孩子,则访问右孩子,并将其右孩子入队;void LevelOrder(BTree *BT) {
if (!BT) exit;
InitQueue(Q); p=BT; //初始化
Visite(p); EnQueue(&Q,p); //访问根结点,并将根结点入队
while (!QueueEmpty(Q)) { //当队非空时重复执行下列操作
DeQueue(&Q,&p); //出队
if (!p->Lchild) {Visite(p->Lchild);EnQueue(&Q,p->Lchild); //处理左孩子<br> if (!p->Rchild) {Visite(p->Rchild);EnQueue(&Q,p->Rchild); //处理右孩子<br> }
}
五、典型二叉树的操作算法 1、 输入一个二叉树的先序序列,构造这棵二叉树 为了保证唯一地构造出所希望的二叉树,在键入这棵树的先序序列时,需要在所有空二叉 树的位置上填补一个特殊的字符,比如,'#'。在算法中,需要对每个输入的字符进行判 断,如果对应的字符是'#',则在相应的位置上构造一棵空二叉树;否则,创建一个新结 点。整个算法结构以先序遍历递归算法为基础,二叉树中结点之间的指针连接是通过指针 参数在递归调用返回时完成。算法:BTree Pre_Create_BT( ) {
getch(ch);
if (ch=='#') return NULL; //构造空树
else { BT=(BTree)malloc(sizeof(BTLinklist)); //构造新结点
BT->data=ch;
BT->lchild =Pre_Create_BT( ); //构造左子树
BT->rchild =Pre_Create_BT( ); //构造右子树
return BT;
}
} 2、 计算一棵二叉树的叶子结点数目 这个操作可以使用三种遍历顺序中的任何一种,只是需要将访问操作变成判断该结点是否 为叶子结点,如果是叶子结点将累加器加1即可。下面这个算法是利用中序遍历实现的。算法:void Leaf(BTree BT,int *count) {
if (BT) {
Leaf(BT->child,&count); //计算左子树的叶子结点个数
if (BT->lchild==NULL&&BT->rchild==NULL) (*count)++;
Leaf(BT->rchild,&count); //计算右子树的叶子结点个数
}
} 3、 交换二叉树的左右子树 许多操作可以利用三种遍历顺序的任何一种,只是某种遍历顺序实现起来更加方便一 些。而有些操作则不然,它只能使用其中的一种或两种遍历顺序。将二叉树中所有结点的左右子树进行交换这个操作就属于这类情况。算法:void change_left_right(BTree BT) {
if (BT) {
change_left_right(BT->lchild);
change_left_right(BT->rchild);
BT->lchild<->BT->rchild;
}
} 4 、求二叉树的高度 这个操作使用后序遍历比较符合人们求解二叉树高度的思维方式。首先分别求出左右子树 的高度,在此基础上得出该棵树的高度,即左右子树较大的高度值加1。算法:int hight(BTree BT) { //h1和h2分别是以BT为根的左右子树的高度
if (BT==NULL) return 0;
else {
h1=hight(BT->lchild);
h2=hight(BT->right);
return max{h1,h2}+1;
}
} 六、树、森林与二叉树的转换 1、 树、森林转换成二叉树 将一棵树转换成二叉树的方法: 将一棵树转换成二叉树实际上就是将这棵树用孩子兄弟表示法存储即可,此时,树中的每个结点最多有两个指针:一个指针指向第一个孩子,另一个指针指向右侧第一个兄弟。当你将这两个指针看作是二叉树中的左孩子指针和孩子右指针时,就是一棵二叉树了。 特点:一棵树转换成二叉树后,根结点没有右孩子。 将森林转换成二叉树的方法与一棵树转换成二叉树的方法类似,只是把森林中所有树的根 结点看作兄弟关系,并对其中的每棵树依依地进行转换。 2 、二叉树还原成树或森林 这个过程实际上是树、森林转换成二叉树的逆过程,即将该二叉树看作是树或森林的孩子兄弟表示法。比如,若二叉树为空,树也为空;否则,由二叉树的根结点开始,延右指针向下走,直到为空,途经的结点个数是相应森林所含树的棵数;若某个结点的左指针非空,说明这个结点在树中必有孩子,并且从二叉树中该结点左指针所指结点开始,延右指针向下走,直到为空,途经的结点个数就是这个结点的孩子数目。
第 3 节 哈夫曼树及其应用 1、哈夫曼树的定义及特点
在二叉树中,一个结点到另一个结点之间的分支构成这两个结点之间的路径。这三棵二叉树的带权路径长度分别为:WPL1=10*2+11*2+3*3+6*3+7*3+9*3=117WPL2=3*1+6*2+7*3+9*4+10*5+11*5=177WPL3=9*1+7*2+6*3+3*4+10*5+11*5=158哈夫曼树的一个重要特点是:没有度为1的结点。
2、构造哈夫曼树的过程:
(1)将给定的n个权值{w1,w2,...,wn}作为n个根结点的权值构造一个具有n棵二叉树的森林{T1,T2,...,Tn},其中每棵二叉树只有一个根结点;(2)在森林中选取两棵根结点权值最小的二叉树作为左右子树构造一棵新二叉树,新二叉树的根结点权值为这两棵树根的权值之和;(3)在森林中,将上面选择的这两棵根权值最小的二叉树从森林中删除,并将刚刚新构造的二叉树加入到森林中;(4)重复上面(2)和(3),直到森林中只有一棵二叉树为止。这棵二叉树就是哈夫曼树。 例如: 假设有一组权值{5,29,7,8,14,23,3,11},下面我们将利用这组权值演示构造哈夫曼树的过程。
它的带权的路径长度为:WPL=(23+29)*2+(11+14)*3+(3+5+7+8)*4=2713.判定树 在很多问题的处理过程中,需要进行大量的条件判断,这些判断结构的设计直接影响着 程序的执行效率。例如,编制一个程序,将百分制转换成五个等级输出。大家可能认为 这个程序很简单,并且很快就可以用下列形式编写出来:if (socre<60) printf("bad");
else if (socre<70) printf("pass");
else if (score<80) printf("general");
else if (score<90) printf("good");
esle printf("very good"); 在实际应用中,往往各个分数段的分布并不是均匀的。下面就是在一次考试中某门课程的各分数段的分布情况:

4.前缀编码 在电文传输中,需要将电文中出现的每个字符进行二进制编码。在设计编码时需要遵守两 个原则:(1)发送方传输的二进制编码,到接收方解码后必须具有唯一性,即解码结果与发送方发送的电文完全一样;(2)发送的二进制编码尽可能地短。下面我们介绍两种编码的方式。
(1)等长编码 这种编码方式的特点是每个字符的编码长度相同(编码长度就是每个编码所含的二进制位 数)。假设字符集只含有4个字符A,B,C,D,用二进制两位表示的编码分别为00,01,10,11。若现在有一段电文为:ABACCDA,则应发送二进制序列:00010010101100,总长度为14位。当接收方接收到这段电文后,将按两位一段进行译码。这种编码的特点是译码简单且具有唯一性,但编码长度并不是最短的。(2)不等长编码 在传送电文时,为了使其二进制位数尽可能地少,可以将每个字符的编码设计为不等长的,使用频度较高的字符分配一个相对比较短的编码,使用频度较低的字符分配一个比较长的编码。例如,可以为A,B,C,D四个字符分别分配0,00,1,01,并可将上述电文用二进制序列:000011010发送,其长度只有9个二进制位,但随之带来了一个问题,接收方接到这段电文后无法进行译码,因为无法断定前面4个0是4个A,1个B、2个A,还是2个B,即译码不唯一,因此这种编码方法不可使用。(1)利用字符集中每个字符的使用频率作为权值构造一个哈夫曼树;(2)从根结点开始,为到每个叶子结点路径上的左分支赋予0,右分支赋予1,并从根到叶子方向形成该叶子结点的编码。假设有一个电文字符集中有8个字符,每个字符的使用频率分别为{0.05,0.29,0.07,0.08,0.14,0.23,0.03,0.11},现以此为例设计哈夫曼编码。
哈夫曼编码设计过程为:
(1)为方便计算,将所有字符的频度乘以100,使其转换成整型数值集合,得到{5,29,7,8,14,23,3,11};
(2)以此集合中的数值作为叶子结点的权值构造一棵哈夫曼树,如图5-27所示;
(3)由此哈夫曼树生成哈夫曼编码,如图5-28所示。
最后得出每个字符的编码为:比如,发送一段编码:0000011011010010, 接收方可以准确地通过译码得到:⑥⑥⑦⑤②⑧。

C. mysql 索引中的USING BTREE 是什么意思

b-tree 是mysql 索引默认使用的数据结构,
自动建表语句会出现
UNIQUEKEY uq_network_domain USING BTREE (network_id,network_name,network_domain)
手动时不用理会
[CONSTRAINT [symbol]] UNIQUE [INDEX|KEY]
[index_name] [index_type] (index_col_name,...)
[index_option] ...
当然你也可可以写上
index_type:
USING {BTREE | HASH}
当然你如果不明白什么是B-Tree花还是google 一下吧

D. 如何写索引,让查询速度快

首先来看看表是否有索引的命令
show index from 表名;
看到主键索引,索引类型是BTREE(二叉树)
正是因为这个二叉树算法,让查询速度快很多,二叉树的原理,就是取最中间的一个数,然后把大于这个数的往右边排,小于这个数的就向左排,每次减半,然后依次类推,每次减半,形成一个树状结构图
例如上面的例子,我们不使用索引的话,需要查询11次才把编号为4的数据取出,如果加上索引,我们只需要4次就可以取出。

如大家所知道的,MySQL目前主要有以下几种索引类型:FULLTEXT,HASH,BTREE,RTREE。
那么,这几种索引有什么功能和性能上的不同呢?
FULLTEXT
即为全文索引,目前只有MyISAM引擎支持。其可以在CREATE TABLE ,ALTER TABLE ,CREATE INDEX 使用,不过目前只有 CHAR、VARCHAR ,TEXT 列上可以创建全文索引。值得一提的是,在数据量较大时候,现将数据放入一个没有全局索引的表中,然后再用CREATE INDEX创建FULLTEXT索引,要比先为一张表建立FULLTEXT然后再将数据写入的速度快很多。
全文索引并不是和MyISAM一起诞生的,它的出现是为了解决WHERE name LIKE “%word%"这类针对文本的模糊查询效率较低的问题。在没有全文索引之前,这样一个查询语句是要进行遍历数据表操作的,可见,在数据量较大时是极其的耗时的,如果没有异步IO处理,进程将被挟持,很浪费时间,当然这里不对异步IO作进一步讲解,想了解的童鞋,自行谷哥。
全文索引的使用方法并不复杂:
创建ALTER TABLE table ADD INDEX `FULLINDEX` USING FULLTEXT(`cname1`[,cname2…]);
使用SELECT * FROM table WHERE MATCH(cname1[,cname2…]) AGAINST ('word' MODE );
其中, MODE为搜寻方式(IN BOOLEAN MODE ,IN NATURAL LANGUAGE MODE ,IN NATURAL LANGUAGE MODE WITH QUERY EXPANSION / WITH QUERY EXPANSION)。
关于这三种搜寻方式,愚安在这里也不多做交代,简单地说,就是,布尔模式,允许word里含一些特殊字符用于标记一些具体的要求,如+表示一定要有,-表示一定没有,*表示通用匹配符,是不是想起了正则,类似吧;自然语言模式,就是简单的单词匹配;含表达式的自然语言模式,就是先用自然语言模式处理,对返回的结果,再进行表达式匹配。
对搜索引擎稍微有点了解的同学,肯定知道分词这个概念,FULLTEXT索引也是按照分词原理建立索引的。西文中,大部分为字母文字,分词可以很方便的按照空格进行分割。但很明显,中文不能按照这种方式进行分词。那又怎么办呢?这个向大家介绍一个Mysql的中文分词插件Mysqlcft,有了它,就可以对中文进行分词,想了解的同学请移步Mysqlcft,当然还有其他的分词插件可以使用。
HASH
Hash这个词,可以说,自打我们开始码的那一天起,就开始不停地见到和使用到了。其实,hash就是一种(key=>value)形式的键值对,如数学中的函数映射,允许多个key对应相同的value,但不允许一个key对应多个value。正是由于这个特性,hash很适合做索引,为某一列或几列建立hash索引,就会利用这一列或几列的值通过一定的算法计算出一个hash值,对应一行或几行数据(这里在概念上和函数映射有区别,不要混淆)。在Java语言中,每个类都有自己的hashcode()方法,没有显示定义的都继承自object类,该方法使得每一个对象都是唯一的,在进行对象间equal比较,和序列化传输中起到了很重要的作用。hash的生成方法有很多种,足可以保证hash码的唯一性,例如在MongoDB中,每一个document都有系统为其生成的唯一的objectID(包含时间戳,主机散列值,进程PID,和自增ID)也是一种hash的表现。额,我好像扯远了-_-!
由于hash索引可以一次定位,不需要像树形索引那样逐层查找,因此具有极高的效率。那为什么还需要其他的树形索引呢?
在这里愚安就不自己总结了。引用下园子里其他大神的文章:来自 14的路 的MySQL的btree索引和hash索引的区别
(1)Hash 索引仅仅能满足"=","IN"和"<=>"查询,不能使用范围查询。
由于 Hash 索引比较的是进行 Hash 运算之后的 Hash 值,所以它只能用于等值的过滤,不能用于基于范围的过滤,因为经过相应的 Hash 算法处理之后的 Hash 值的大小关系,并不能保证和Hash运算前完全一样。
(2)Hash 索引无法被用来避免数据的排序操作。
由于 Hash 索引中存放的是经过 Hash 计算之后的 Hash 值,而且Hash值的大小关系并不一定和 Hash 运算前的键值完全一样,所以数据库无法利用索引的数据来避免任何排序运算;
(3)Hash 索引不能利用部分索引键查询。
对于组合索引,Hash 索引在计算 Hash 值的时候是组合索引键合并后再一起计算 Hash 值,而不是单独计算 Hash 值,所以通过组合索引的前面一个或几个索引键进行查询的时候,Hash 索引也无法被利用。
(4)Hash 索引在任何时候都不能避免表扫描。
前面已经知道,Hash 索引是将索引键通过 Hash 运算之后,将 Hash运算结果的 Hash 值和所对应的行指针信息存放于一个 Hash 表中,由于不同索引键存在相同 Hash 值,所以即使取满足某个 Hash 键值的数据的记录条数,也无法从 Hash 索引中直接完成查询,还是要通过访问表中的实际数据进行相应的比较,并得到相应的结果。
(5)Hash 索引遇到大量Hash值相等的情况后性能并不一定就会比B-Tree索引高。
对于选择性比较低的索引键,如果创建 Hash 索引,那么将会存在大量记录指针信息存于同一个 Hash 值相关联。这样要定位某一条记录时就会非常麻烦,会浪费多次表数据的访问,而造成整体性能低下。

愚安我稍作补充,讲一下HASH索引的过程,顺便解释下上面的第4,5条:
当我们为某一列或某几列建立hash索引时(目前就只有MEMORY引擎显式地支持这种索引),会在硬盘上生成类似如下的文件:
hash值 存储地址
1db54bc745a1 77#45b5
4bca452157d4 76#4556,77#45cc…

hash值即为通过特定算法由指定列数据计算出来,磁盘地址即为所在数据行存储在硬盘上的地址(也有可能是其他存储地址,其实MEMORY会将hash表导入内存)。
这样,当我们进行WHERE age = 18 时,会将18通过相同的算法计算出一个hash值==>在hash表中找到对应的储存地址==>根据存储地址取得数据。
所以,每次查询时都要遍历hash表,直到找到对应的hash值,如(4),数据量大了之后,hash表也会变得庞大起来,性能下降,遍历耗时增加,如(5)。
BTREE
BTREE索引就是一种将索引值按一定的算法,存入一个树形的数据结构中,相信学过数据结构的童鞋都对当初学习二叉树这种数据结构的经历记忆犹新,反正愚安我当时为了软考可是被这玩意儿好好地折腾了一番,不过那次考试好像没怎么考这个。如二叉树一样,每次查询都是从树的入口root开始,依次遍历node,获取leaf。
BTREE在MyISAM里的形式和Innodb稍有不同
在 Innodb里,有两种形态:一是primary key形态,其leaf node里存放的是数据,而且不仅存放了索引键的数据,还存放了其他字段的数据。二是secondary index,其leaf node和普通的BTREE差不多,只是还存放了指向主键的信息.
而在MyISAM里,主键和其他的并没有太大区别。不过和Innodb不太一样的地方是在MyISAM里,leaf node里存放的不是主键的信息,而是指向数据文件里的对应数据行的信息.
RTREE
RTREE在mysql很少使用,仅支持geometry数据类型,支持该类型的存储引擎只有MyISAM、BDb、InnoDb、NDb、Archive几种。
相对于BTREE,RTREE的优势在于范围查找.
各种索引的使用情况
(1)对于BTREE这种Mysql默认的索引类型,具有普遍的适用性
(2)由于FULLTEXT对中文支持不是很好,在没有插件的情况下,最好不要使用。其实,一些小的博客应用,只需要在数据采集时,为其建立关键字列表,通过关键字索引,也是一个不错的方法,至少愚安我是经常这么做的。
(3)对于一些搜索引擎级别的应用来说,FULLTEXT同样不是一个好的处理方法,Mysql的全文索引建立的文件还是比较大的,而且效率不是很高,即便是使用了中文分词插件,对中文分词支持也只是一般。真要碰到这种问题,Apache的Lucene或许是你的选择。
(4)正是因为hash表在处理较小数据量时具有无可比拟的素的优势,所以hash索引很适合做缓存(内存数据库)。如mysql数据库的内存版本Memsql,使用量很广泛的缓存工具Mencached,NoSql数据库redis等,都使用了hash索引这种形式。当然,不想学习这些东西的话Mysql的MEMORY引擎也是可以满足这种需求的。

阅读全文

与btree算法相关的资料

热点内容
app保存草稿怎么用 浏览:806
安卓如何进入proumb 浏览:141
主机虚拟云服务器 浏览:617
删除分区加密的空间会不会恢复 浏览:703
京东app客户上门怎么看搜索量 浏览:739
怎么在农行app购买黄金 浏览:45
c型开发板和单片机 浏览:146
虚拟机建立用户的模板文件夹 浏览:904
无锡代码编程培训班 浏览:631
eps图形数据加密 浏览:933
没有滴滴app怎么打车 浏览:101
大数乘法java 浏览:1001
如何登录服务器看源码 浏览:526
如何做服务器端 浏览:157
注册服务器地址指什么 浏览:434
文本命令行 浏览:98
扑克牌睡眠解压 浏览:196
rc4算法流程图 浏览:161
胡萝卜解压方法 浏览:38
扫描pdf格式软件 浏览:880