B树的插入与删除过程

news2024/10/6 1:38:38

B树的插入

原树:
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插入key后,若导致原节点关键字数超过上限,则从中间位置( ⌈ m 2 ⌉ \lceil\frac{m}{2}\rceil 2m)将关键字分成两部分,左部分包含的关键字放在原节点中,右部分包含的关键字放到新节点中,中间位置( ⌈ m 2 ⌉ \lceil\frac{m}{2}\rceil 2m)的节点插入原节点的父节点
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若此时导致其父节点的关键字个数也超过了上限,则继续进行这种分裂操作,直至这个过程传到根节点为止,进而导致B树高度+1
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B树的删除

若被删除关键字在终端节点,则直接删除该关键字;若在非终端节点,则用直接前驱或直接后继来替代被删除的关键字
(直接前驱:当前关键字左侧指针所指子树中最右下的元素;直接后继:当前关键字右侧指针所指子树中最左下的元素)
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若被删除关键字所在节点删除后的关键字个数低于下限,则需要与其右(或左)兄弟借,需要调整该节点的兄弟节点与双亲节点。比如下图当右兄弟很宽裕时,用当前节点的后继、后继的后继来填补空缺
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下图示例为当左兄弟很宽裕时,用当前节点的前驱、前驱的前驱来填补空缺
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当兄弟不够借时,将关键字删除后与左(或右)兄弟节点及双亲节点中的关键字进行合并。
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如上,在合并过程中,双亲节点中的关键字个数会-1,若其双亲节点是根节点且关键字个数减少到0,则直接删除根节点,合并后的新节点成为根。若双亲节点不是根节点,且关键字个数减少到 ⌈ m 2 ⌉ − 2 \lceil\frac{m}{2}\rceil-2 2m2,则又要与它自己的兄弟节点进行调整和合并操作,并重复上述步骤,直至符合B树要求

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