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B树和B+树区别

B树和B+树的区别

B树

B树被称为平衡树,在B树中,一个节点可以有两个以上的子节点。B树的高度为log M N。在B树中,数据按照特定的顺序排序,最小值在左侧,最大值在右侧。

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B树是一种平衡的多分树,通常我们说m阶的B树,它必须满足如下条件:

  • 每个节点最多只有m个子节点。
  • 每个非叶子节点(除了根)具有至少⌈ m/2⌉子节点。
  • 如果根不是叶节点,则根至少有两个子节点。
  • 具有k个子节点的非叶节点包含k -1个键。
  • 所有叶子都出现在同一水平,没有任何信息(高度一致)。

B+树

B+树(B+ Tree)是一种常用于数据库索引和文件系统中的平衡树数据结构,它具有优秀的查找性能和范围查询性能.

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B树和B+树的区别

  1. 节点结构
    • B树:B树的每个节点既可以包含数据,也可以包含子节点的指针。叶子节点和内部节点的结构相似,都可以存储数据。
    • B+树:B+树的内部节点只包含键值和子节点的指针,而数据只存在于叶子节点中。内部节点主要用于索引和导航。
  2. 叶子节点连接
    • B树:B树的叶子节点之间没有特殊连接,每个叶子节点独立存储数据。
    • B+树:B+树的叶子节点通过链表连接,形成有序的双向链表。这种结构有利于范围查询和顺序遍历。

适用场景

  • B树:适用于文件系统等需要随机访问的场景,对于范围查询性能较差。
  • B+树:适用于数据库索引等需要范围查询和有序遍历的场景,对于范围查询性能优越。

为什么说B+树比B树更适合数据库索引?

1)B+树的磁盘读写代价更低

B+树的内部结点并没有指向关键字具体信息的指针。因此其内部结点相对B 树更小。如果把所有同一内部结点的关键字存放在同一盘块中,那么盘块所能容纳的关键字数量也越多。一次性读入内存中的需要查找的关键字也就越多。相对来说IO读写次数也就降低了;

2)B+树查询效率更加稳定

由于非终结点并不是最终指向文件内容的结点,而只是叶子结点中关键字的索引。所以任何关键字的查找必须走一条从根结点到叶子结点的路。所有关键字查询的路径长度相同,导致每一个数据的查询效率相当;

**3)B+树便于范围查询(**最重要的原因,范围查找是数据库的常态)

B树在提高了IO性能的同时并没有解决元素遍历的我效率低下的问题,正是为了解决这个问题,B+树应用而生。B+树只需要去遍历叶子节点就可以实现整棵树的遍历。而且在数据库中基于范围的查询是非常频繁的,而B树不支持这样的操作或者说效率太低。

4)支持排序

B+树的有序性能够支持ORDER BY等排序操作,这对于一些查询和分析操作非常有用。

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