Z tego samouczka dowiesz się, jak usunąć klucz z b-drzewa. Znajdziesz również działające przykłady usuwania kluczy z B-drzewa w językach C, C ++, Java i Python.
Usunięcie elementu w B-drzewie składa się z trzech głównych zdarzeń: przeszukania węzła, w którym znajduje się klucz do usunięcia , usunięcia klucza i równoważenia drzewa, jeśli jest to wymagane.
Podczas usuwania drzewa może wystąpić warunek zwany niedomiarem . Niedopełnienie występuje, gdy węzeł zawiera mniej niż minimalna liczba kluczy, które powinien przechowywać.
Terminy, które należy zrozumieć przed zapoznaniem się z operacją usuwania, to:
- Poprzednik w kolejności
Największy klucz po lewej stronie elementu potomnego węzła nazywany jest jego poprzednikiem w kolejności. - Następca w kolejności
Najmniejszy klucz po prawej stronie węzła nazywany jest jego następcą w kolejności.
Operacja usunięcia
Przed wykonaniem poniższych kroków należy poznać te fakty dotyczące drzewa B o stopniu m .
- Węzeł może mieć maksymalnie m dzieci. (tj. 3)
- Węzeł może zawierać maksymalnie
m - 1klucze. (tj. 2) - Węzeł powinien mieć co najmniej
⌈m/2⌉dzieci. (tj. 2) - Węzeł (z wyjątkiem węzła głównego) powinien zawierać minimum
⌈m/2⌉ - 1kluczy. (tj. 1)
Istnieją trzy główne przypadki operacji usuwania w drzewie B.
Przypadek I
Klucz do usunięcia leży w skrzydle. Są na to dwa przypadki.
- Usunięcie klucza nie narusza właściwości minimalnej liczby kluczy, które powinien posiadać węzeł.
W drzewie poniżej usunięcie 32 nie narusza powyższych właściwości.
Usuwanie klucza liści (32) z B-drzewa - Usunięcie klucza narusza właściwość minimalnej liczby kluczy, które powinien posiadać węzeł. W tym przypadku pożyczamy klucz od jego bezpośredniego sąsiedniego węzła siostrzanego w kolejności od lewej do prawej.
Najpierw odwiedź rodzeństwo po lewej stronie. Jeśli lewy węzeł równorzędny ma więcej niż minimalną liczbę kluczy, pożycz klucz z tego węzła.
W przeciwnym razie zaznacz, aby pożyczyć z bezpośredniego prawego węzła rodzeństwa.
W drzewie poniżej usunięcie 31 powoduje powyższy stan. Pożyczmy klucz z lewego węzła rodzeństwa.
Usuwanie klucza-liścia (31) Jeśli oba bezpośrednie węzły siostrzane mają już minimalną liczbę kluczy, połącz węzeł z lewym lub prawym węzłem siostrzanym. To scalanie jest wykonywane przez węzeł nadrzędny.
Usunięcie 30 wyników w powyższym przypadku.
Usuń klucz-liść (30)
Przypadek II
Jeśli klucz do usunięcia znajduje się w węźle wewnętrznym, występują następujące przypadki.
- Węzeł wewnętrzny, który jest usuwany, jest zastępowany przez poprzednika w kolejności, jeśli lewe dziecko ma więcej niż minimalną liczbę kluczy.
Usuwanie węzła wewnętrznego (33) - Węzeł wewnętrzny, który jest usuwany, jest zastępowany przez następcę w kolejności, jeśli prawe dziecko ma więcej niż minimalną liczbę kluczy.
- Jeśli którekolwiek z dzieci ma dokładnie minimalną liczbę kluczy, połącz lewe i prawe dziecko.
Usuwanie węzła wewnętrznego (30) Po scaleniu, jeśli węzeł nadrzędny ma mniej niż minimalna liczba kluczy, poszukaj rodzeństwa, jak w przypadku I.
Przypadek III
W tym przypadku wysokość drzewa się kurczy. Jeśli klucz docelowy znajduje się w węźle wewnętrznym, a usunięcie klucza prowadzi do mniejszej liczby kluczy w węźle (tj. Mniejszej niż wymagane minimum), poszukaj poprzednika w kolejności i następcy w kolejności. Jeśli oboje dzieci posiadają minimalną liczbę kluczy, wypożyczenie nie może mieć miejsca. Prowadzi to do przypadku II (3), tj. Łączenia dzieci.
Ponownie poszukaj rodzeństwa, aby pożyczyć klucz. Ale jeśli rodzeństwo ma również tylko minimalną liczbę kluczy, połącz węzeł z rodzeństwem wraz z rodzicem. Ułóż odpowiednio dzieci (w kolejności rosnącej).
Usuwanie węzła wewnętrznego (10)
Przykłady w Pythonie, Javie i C / C ++
Python Java C C ++ # Deleting a key on a B-tree in Python # Btree node class BTreeNode: def __init__(self, leaf=False): self.leaf = leaf self.keys = () self.child = () class BTree: def __init__(self, t): self.root = BTreeNode(True) self.t = t # Insert a key def insert(self, k): root = self.root if len(root.keys) == (2 * self.t) - 1: temp = BTreeNode() self.root = temp temp.child.insert(0, root) self.split_child(temp, 0) self.insert_non_full(temp, k) else: self.insert_non_full(root, k) # Insert non full def insert_non_full(self, x, k): i = len(x.keys) - 1 if x.leaf: x.keys.append((None, None)) while i>= 0 and k(0) = 0 and k(0) x.keys(i)(0): i += 1 self.insert_non_full(x.child(i), k) # Split the child def split_child(self, x, i): t = self.t y = x.child(i) z = BTreeNode(y.leaf) x.child.insert(i + 1, z) x.keys.insert(i, y.keys(t - 1)) z.keys = y.keys(t: (2 * t) - 1) y.keys = y.keys(0: t - 1) if not y.leaf: z.child = y.child(t: 2 * t) y.child = y.child(0: t - 1) # Delete a node def delete(self, x, k): t = self.t i = 0 while i x.keys(i)(0): i += 1 if x.leaf: if i < len(x.keys) and x.keys(i)(0) == k(0): x.keys.pop(i) return return if i = t: self.delete(x.child(i), k) else: if i != 0 and i + 2 = t: self.delete_sibling(x, i, i - 1) elif len(x.child(i + 1).keys)>= t: self.delete_sibling(x, i, i + 1) else: self.delete_merge(x, i, i + 1) elif i == 0: if len(x.child(i + 1).keys)>= t: self.delete_sibling(x, i, i + 1) else: self.delete_merge(x, i, i + 1) elif i + 1 == len(x.child): if len(x.child(i - 1).keys)>= t: self.delete_sibling(x, i, i - 1) else: self.delete_merge(x, i, i - 1) self.delete(x.child(i), k) # Delete internal node def delete_internal_node(self, x, k, i): t = self.t if x.leaf: if x.keys(i)(0) == k(0): x.keys.pop(i) return return if len(x.child(i).keys)>= t: x.keys(i) = self.delete_predecessor(x.child(i)) return elif len(x.child(i + 1).keys)>= t: x.keys(i) = self.delete_successor(x.child(i + 1)) return else: self.delete_merge(x, i, i + 1) self.delete_internal_node(x.child(i), k, self.t - 1) # Delete the predecessor def delete_predecessor(self, x): if x.leaf: return x.pop() n = len(x.keys) - 1 if len(x.child(n).keys)>= self.t: self.delete_sibling(x, n + 1, n) else: self.delete_merge(x, n, n + 1) self.delete_predecessor(x.child(n)) # Delete the successor def delete_successor(self, x): if x.leaf: return x.keys.pop(0) if len(x.child(1).keys)>= self.t: self.delete_sibling(x, 0, 1) else: self.delete_merge(x, 0, 1) self.delete_successor(x.child(0)) # Delete resolution def delete_merge(self, x, i, j): cnode = x.child(i) if j> i: rsnode = x.child(j) cnode.keys.append(x.keys(i)) for k in range(len(rsnode.keys)): cnode.keys.append(rsnode.keys(k)) if len(rsnode.child)> 0: cnode.child.append(rsnode.child(k)) if len(rsnode.child)> 0: cnode.child.append(rsnode.child.pop()) new = cnode x.keys.pop(i) x.child.pop(j) else: lsnode = x.child(j) lsnode.keys.append(x.keys(j)) for i in range(len(cnode.keys)): lsnode.keys.append(cnode.keys(i)) if len(lsnode.child)> 0: lsnode.child.append(cnode.child(i)) if len(lsnode.child)> 0: lsnode.child.append(cnode.child.pop()) new = lsnode x.keys.pop(j) x.child.pop(i) if x == self.root and len(x.keys) == 0: self.root = new # Delete the sibling def delete_sibling(self, x, i, j): cnode = x.child(i) if i 0: cnode.child.append(rsnode.child(0)) rsnode.child.pop(0) rsnode.keys.pop(0) else: lsnode = x.child(j) cnode.keys.insert(0, x.keys(i - 1)) x.keys(i - 1) = lsnode.keys.pop() if len(lsnode.child)> 0: cnode.child.insert(0, lsnode.child.pop()) # Print the tree def print_tree(self, x, l=0): print("Level ", l, " ", len(x.keys), end=":") for i in x.keys: print(i, end=" ") print() l += 1 if len(x.child)> 0: for i in x.child: self.print_tree(i, l) B = BTree(3) for i in range(10): B.insert((i, 2 * i)) B.print_tree(B.root) B.delete(B.root, (8,)) print("") B.print_tree(B.root)
// Inserting a key on a B-tree in Java import java.util.Stack; public class BTree ( private int T; public class Node ( int n; int key() = new int(2 * T - 1); Node child() = new Node(2 * T); boolean leaf = true; public int Find(int k) ( for (int i = 0; i < this.n; i++) ( if (this.key(i) == k) ( return i; ) ) return -1; ); ) public BTree(int t) ( T = t; root = new Node(); root.n = 0; root.leaf = true; ) private Node root; // Search the key private Node Search(Node x, int key) ( int i = 0; if (x == null) return x; for (i = 0; i < x.n; i++) ( if (key < x.key(i)) ( break; ) if (key == x.key(i)) ( return x; ) ) if (x.leaf) ( return null; ) else ( return Search(x.child(i), key); ) ) // Split function private void Split(Node x, int pos, Node y) ( Node z = new Node(); z.leaf = y.leaf; z.n = T - 1; for (int j = 0; j < T - 1; j++) ( z.key(j) = y.key(j + T); ) if (!y.leaf) ( for (int j = 0; j = pos + 1; j--) ( x.child(j + 1) = x.child(j); ) x.child(pos + 1) = z; for (int j = x.n - 1; j>= pos; j--) ( x.key(j + 1) = x.key(j); ) x.key(pos) = y.key(T - 1); x.n = x.n + 1; ) // Insert the key public void Insert(final int key) ( Node r = root; if (r.n == 2 * T - 1) ( Node s = new Node(); root = s; s.leaf = false; s.n = 0; s.child(0) = r; Split(s, 0, r); _Insert(s, key); ) else ( _Insert(r, key); ) ) // Insert the node final private void _Insert(Node x, int k) ( if (x.leaf) ( int i = 0; for (i = x.n - 1; i>= 0 && k = 0 && k x.key(i)) ( i++; ) ) _Insert(x.child(i), k); ) ) public void Show() ( Show(root); ) private void Remove(Node x, int key) ( int pos = x.Find(key); if (pos != -1) ( if (x.leaf) ( int i = 0; for (i = 0; i < x.n && x.key(i) != key; i++) ( ) ; for (; i = T) ( for (;;) ( if (pred.leaf) ( System.out.println(pred.n); predKey = pred.key(pred.n - 1); break; ) else ( pred = pred.child(pred.n); ) ) Remove(pred, predKey); x.key(pos) = predKey; return; ) Node nextNode = x.child(pos + 1); if (nextNode.n>= T) ( int nextKey = nextNode.key(0); if (!nextNode.leaf) ( nextNode = nextNode.child(0); for (;;) ( if (nextNode.leaf) ( nextKey = nextNode.key(nextNode.n - 1); break; ) else ( nextNode = nextNode.child(nextNode.n); ) ) ) Remove(nextNode, nextKey); x.key(pos) = nextKey; return; ) int temp = pred.n + 1; pred.key(pred.n++) = x.key(pos); for (int i = 0, j = pred.n; i < nextNode.n; i++) ( pred.key(j++) = nextNode.key(i); pred.n++; ) for (int i = 0; i < nextNode.n + 1; i++) ( pred.child(temp++) = nextNode.child(i); ) x.child(pos) = pred; for (int i = pos; i < x.n; i++) ( if (i != 2 * T - 2) ( x.key(i) = x.key(i + 1); ) ) for (int i = pos + 1; i < x.n + 1; i++) ( if (i != 2 * T - 1) ( x.child(i) = x.child(i + 1); ) ) x.n--; if (x.n == 0) ( if (x == root) ( root = x.child(0); ) x = x.child(0); ) Remove(pred, key); return; ) ) else ( for (pos = 0; pos key) ( break; ) ) Node tmp = x.child(pos); if (tmp.n>= T) ( Remove(tmp, key); return; ) if (true) ( Node nb = null; int devider = -1; if (pos != x.n && x.child(pos + 1).n>= T) ( devider = x.key(pos); nb = x.child(pos + 1); x.key(pos) = nb.key(0); tmp.key(tmp.n++) = devider; tmp.child(tmp.n) = nb.child(0); for (int i = 1; i < nb.n; i++) ( nb.key(i - 1) = nb.key(i); ) for (int i = 1; i = T) ( devider = x.key(pos - 1); nb = x.child(pos - 1); x.key(pos - 1) = nb.key(nb.n - 1); Node child = nb.child(nb.n); nb.n--; for (int i = tmp.n; i> 0; i--) ( tmp.key(i) = tmp.key(i - 1); ) tmp.key(0) = devider; for (int i = tmp.n + 1; i> 0; i--) ( tmp.child(i) = tmp.child(i - 1); ) tmp.child(0) = child; tmp.n++; Remove(tmp, key); return; ) else ( Node lt = null; Node rt = null; boolean last = false; if (pos != x.n) ( devider = x.key(pos); lt = x.child(pos); rt = x.child(pos + 1); ) else ( devider = x.key(pos - 1); rt = x.child(pos); lt = x.child(pos - 1); last = true; pos--; ) for (int i = pos; i < x.n - 1; i++) ( x.key(i) = x.key(i + 1); ) for (int i = pos + 1; i < x.n; i++) ( x.child(i) = x.child(i + 1); ) x.n--; lt.key(lt.n++) = devider; for (int i = 0, j = lt.n; i < rt.n + 1; i++, j++) ( if (i < rt.n) ( lt.key(j) = rt.key(i); ) lt.child(j) = rt.child(i); ) lt.n += rt.n; if (x.n == 0) ( if (x == root) ( root = x.child(0); ) x = x.child(0); ) Remove(lt, key); return; ) ) ) ) public void Remove(int key) ( Node x = Search(root, key); if (x == null) ( return; ) Remove(root, key); ) public void Task(int a, int b) ( Stack st = new Stack(); FindKeys(a, b, root, st); while (st.isEmpty() == false) ( this.Remove(root, st.pop()); ) ) private void FindKeys(int a, int b, Node x, Stack st) ( int i = 0; for (i = 0; i < x.n && x.key(i) a) ( st.push(x.key(i)); ) ) if (!x.leaf) ( for (int j = 0; j < i + 1; j++) ( FindKeys(a, b, x.child(j), st); ) ) ) public boolean Contain(int k) ( if (this.Search(root, k) != null) ( return true; ) else ( return false; ) ) // Show the node private void Show(Node x) ( assert (x == null); for (int i = 0; i < x.n; i++) ( System.out.print(x.key(i) + " "); ) if (!x.leaf) ( for (int i = 0; i < x.n + 1; i++) ( Show(x.child(i)); ) ) ) public static void main(String() args) ( BTree b = new BTree(3); b.Insert(8); b.Insert(9); b.Insert(10); b.Insert(11); b.Insert(15); b.Insert(20); b.Insert(17); b.Show(); b.Remove(10); System.out.println(); b.Show(); ) )
// Deleting a key from a B-tree in C #include #include #define MAX 3 #define MIN 2 struct BTreeNode ( int item(MAX + 1), count; struct BTreeNode *linker(MAX + 1); ); struct BTreeNode *root; // Node creation struct BTreeNode *createNode(int item, struct BTreeNode *child) ( struct BTreeNode *newNode; newNode = (struct BTreeNode *)malloc(sizeof(struct BTreeNode)); newNode->item(1) = item; newNode->count = 1; newNode->linker(0) = root; newNode->linker(1) = child; return newNode; ) // Add value to the node void addValToNode(int item, int pos, struct BTreeNode *node, struct BTreeNode *child) ( int j = node->count; while (j> pos) ( node->item(j + 1) = node->item(j); node->linker(j + 1) = node->linker(j); j--; ) node->item(j + 1) = item; node->linker(j + 1) = child; node->count++; ) // Split the node void splitNode(int item, int *pval, int pos, struct BTreeNode *node, struct BTreeNode *child, struct BTreeNode **newNode) ( int median, j; if (pos> MIN) median = MIN + 1; else median = MIN; *newNode = (struct BTreeNode *)malloc(sizeof(struct BTreeNode)); j = median + 1; while (j item(j - median) = node->item(j); (*newNode)->linker(j - median) = node->linker(j); j++; ) node->count = median; (*newNode)->count = MAX - median; if (pos item(node->count); (*newNode)->linker(0) = node->linker(node->count); node->count--; ) // Set the value in the node int setValueInNode(int item, int *pval, struct BTreeNode *node, struct BTreeNode **child) ( int pos; if (!node) ( *pval = item; *child = NULL; return 1; ) if (item item(1)) ( pos = 0; ) else ( for (pos = node->count; (item item(pos) && pos> 1); pos--) ; if (item == node->item(pos)) ( printf("Duplicates not allowed"); return 0; ) ) if (setValueInNode(item, pval, node->linker(pos), child)) ( if (node->count linker(pos); for (; dummy->linker(0) != NULL;) dummy = dummy->linker(0); myNode->item(pos) = dummy->item(1); ) // Remove the value void removeVal(struct BTreeNode *myNode, int pos) ( int i = pos + 1; while (i count) ( myNode->item(i - 1) = myNode->item(i); myNode->linker(i - 1) = myNode->linker(i); i++; ) myNode->count--; ) // Do right shift void rightShift(struct BTreeNode *myNode, int pos) ( struct BTreeNode *x = myNode->linker(pos); int j = x->count; while (j> 0) ( x->item(j + 1) = x->item(j); x->linker(j + 1) = x->linker(j); ) x->item(1) = myNode->item(pos); x->linker(1) = x->linker(0); x->count++; x = myNode->linker(pos - 1); myNode->item(pos) = x->item(x->count); myNode->linker(pos) = x->linker(x->count); x->count--; return; ) // Do left shift void leftShift(struct BTreeNode *myNode, int pos) ( int j = 1; struct BTreeNode *x = myNode->linker(pos - 1); x->count++; x->item(x->count) = myNode->item(pos); x->linker(x->count) = myNode->linker(pos)->linker(0); x = myNode->linker(pos); myNode->item(pos) = x->item(1); x->linker(0) = x->linker(1); x->count--; while (j count) ( x->item(j) = x->item(j + 1); x->linker(j) = x->linker(j + 1); j++; ) return; ) // Merge the nodes void mergeNodes(struct BTreeNode *myNode, int pos) ( int j = 1; struct BTreeNode *x1 = myNode->linker(pos), *x2 = myNode->linker(pos - 1); x2->count++; x2->item(x2->count) = myNode->item(pos); x2->linker(x2->count) = myNode->linker(0); while (j count) ( x2->count++; x2->item(x2->count) = x1->item(j); x2->linker(x2->count) = x1->linker(j); j++; ) j = pos; while (j count) ( myNode->item(j) = myNode->item(j + 1); myNode->linker(j) = myNode->linker(j + 1); j++; ) myNode->count--; free(x1); ) // Adjust the node void adjustNode(struct BTreeNode *myNode, int pos) ( if (!pos) ( if (myNode->linker(1)->count> MIN) ( leftShift(myNode, 1); ) else ( mergeNodes(myNode, 1); ) ) else ( if (myNode->count != pos) ( if (myNode->linker(pos - 1)->count> MIN) ( rightShift(myNode, pos); ) else ( if (myNode->linker(pos + 1)->count> MIN) ( leftShift(myNode, pos + 1); ) else ( mergeNodes(myNode, pos); ) ) ) else ( if (myNode->linker(pos - 1)->count> MIN) rightShift(myNode, pos); else mergeNodes(myNode, pos); ) ) ) // Delete a value from the node int delValFromNode(int item, struct BTreeNode *myNode) ( int pos, flag = 0; if (myNode) ( if (item item(1)) ( pos = 0; flag = 0; ) else ( for (pos = myNode->count; (item item(pos) && pos> 1); pos--) ; if (item == myNode->item(pos)) ( flag = 1; ) else ( flag = 0; ) ) if (flag) ( if (myNode->linker(pos - 1)) ( copySuccessor(myNode, pos); flag = delValFromNode(myNode->item(pos), myNode->linker(pos)); if (flag == 0) ( printf("Given data is not present in B-Tree"); ) ) else ( removeVal(myNode, pos); ) ) else ( flag = delValFromNode(item, myNode->linker(pos)); ) if (myNode->linker(pos)) ( if (myNode->linker(pos)->count count == 0) ( tmp = myNode; myNode = myNode->linker(0); free(tmp); ) ) root = myNode; return; ) void searching(int item, int *pos, struct BTreeNode *myNode) ( if (!myNode) ( return; ) if (item item(1)) ( *pos = 0; ) else ( for (*pos = myNode->count; (item item(*pos) && *pos> 1); (*pos)--) ; if (item == myNode->item(*pos)) ( printf("%d present in B-tree", item); return; ) ) searching(item, pos, myNode->linker(*pos)); return; ) void traversal(struct BTreeNode *myNode) ( int i; if (myNode) ( for (i = 0; i count; i++) ( traversal(myNode->linker(i)); printf("%d ", myNode->item(i + 1)); ) traversal(myNode->linker(i)); ) ) int main() ( int item, ch; insertion(8); insertion(9); insertion(10); insertion(11); insertion(15); insertion(16); insertion(17); insertion(18); insertion(20); insertion(23); traversal(root); delete (20, root); printf(""); traversal(root); )
// Deleting a key from a B-tree in C++ #include using namespace std; class BTreeNode ( int *keys; int t; BTreeNode **C; int n; bool leaf; public: BTreeNode(int _t, bool _leaf); void traverse(); int findKey(int k); void insertNonFull(int k); void splitChild(int i, BTreeNode *y); void deletion(int k); void removeFromLeaf(int idx); void removeFromNonLeaf(int idx); int getPredecessor(int idx); int getSuccessor(int idx); void fill(int idx); void borrowFromPrev(int idx); void borrowFromNext(int idx); void merge(int idx); friend class BTree; ); class BTree ( BTreeNode *root; int t; public: BTree(int _t) ( root = NULL; t = _t; ) void traverse() ( if (root != NULL) root->traverse(); ) void insertion(int k); void deletion(int k); ); // B tree node BTreeNode::BTreeNode(int t1, bool leaf1) ( t = t1; leaf = leaf1; keys = new int(2 * t - 1); C = new BTreeNode *(2 * t); n = 0; ) // Find the key int BTreeNode::findKey(int k) ( int idx = 0; while (idx < n && keys(idx) < k) ++idx; return idx; ) // Deletion operation void BTreeNode::deletion(int k) ( int idx = findKey(k); if (idx < n && keys(idx) == k) ( if (leaf) removeFromLeaf(idx); else removeFromNonLeaf(idx); ) else ( if (leaf) ( cout << "The key " << k deletion(k); else C(idx)->deletion(k); ) return; ) // Remove from the leaf void BTreeNode::removeFromLeaf(int idx) ( for (int i = idx + 1; i n>= t) ( int pred = getPredecessor(idx); keys(idx) = pred; C(idx)->deletion(pred); ) else if (C(idx + 1)->n>= t) ( int succ = getSuccessor(idx); keys(idx) = succ; C(idx + 1)->deletion(succ); ) else ( merge(idx); C(idx)->deletion(k); ) return; ) int BTreeNode::getPredecessor(int idx) ( BTreeNode *cur = C(idx); while (!cur->leaf) cur = cur->C(cur->n); return cur->keys(cur->n - 1); ) int BTreeNode::getSuccessor(int idx) ( BTreeNode *cur = C(idx + 1); while (!cur->leaf) cur = cur->C(0); return cur->keys(0); ) void BTreeNode::fill(int idx) ( if (idx != 0 && C(idx - 1)->n>= t) borrowFromPrev(idx); else if (idx != n && C(idx + 1)->n>= t) borrowFromNext(idx); else ( if (idx != n) merge(idx); else merge(idx - 1); ) return; ) // Borrow from previous void BTreeNode::borrowFromPrev(int idx) ( BTreeNode *child = C(idx); BTreeNode *sibling = C(idx - 1); for (int i = child->n - 1; i>= 0; --i) child->keys(i + 1) = child->keys(i); if (!child->leaf) ( for (int i = child->n; i>= 0; --i) child->C(i + 1) = child->C(i); ) child->keys(0) = keys(idx - 1); if (!child->leaf) child->C(0) = sibling->C(sibling->n); keys(idx - 1) = sibling->keys(sibling->n - 1); child->n += 1; sibling->n -= 1; return; ) // Borrow from the next void BTreeNode::borrowFromNext(int idx) ( BTreeNode *child = C(idx); BTreeNode *sibling = C(idx + 1); child->keys((child->n)) = keys(idx); if (!(child->leaf)) child->C((child->n) + 1) = sibling->C(0); keys(idx) = sibling->keys(0); for (int i = 1; i n; ++i) sibling->keys(i - 1) = sibling->keys(i); if (!sibling->leaf) ( for (int i = 1; i n; ++i) sibling->C(i - 1) = sibling->C(i); ) child->n += 1; sibling->n -= 1; return; ) // Merge void BTreeNode::merge(int idx) ( BTreeNode *child = C(idx); BTreeNode *sibling = C(idx + 1); child->keys(t - 1) = keys(idx); for (int i = 0; i n; ++i) child->keys(i + t) = sibling->keys(i); if (!child->leaf) ( for (int i = 0; i n; ++i) child->C(i + t) = sibling->C(i); ) for (int i = idx + 1; i < n; ++i) keys(i - 1) = keys(i); for (int i = idx + 2; i n += sibling->n + 1; n--; delete (sibling); return; ) // Insertion operation void BTree::insertion(int k) ( if (root == NULL) ( root = new BTreeNode(t, true); root->keys(0) = k; root->n = 1; ) else ( if (root->n == 2 * t - 1) ( BTreeNode *s = new BTreeNode(t, false); s->C(0) = root; s->splitChild(0, root); int i = 0; if (s->keys(0) C(i)->insertNonFull(k); root = s; ) else root->insertNonFull(k); ) ) // Insertion non full void BTreeNode::insertNonFull(int k) ( int i = n - 1; if (leaf == true) ( while (i>= 0 && keys(i)> k) ( keys(i + 1) = keys(i); i--; ) keys(i + 1) = k; n = n + 1; ) else ( while (i>= 0 && keys(i)> k) i--; if (C(i + 1)->n == 2 * t - 1) ( splitChild(i + 1, C(i + 1)); if (keys(i + 1) insertNonFull(k); ) ) // Split child void BTreeNode::splitChild(int i, BTreeNode *y) ( BTreeNode *z = new BTreeNode(y->t, y->leaf); z->n = t - 1; for (int j = 0; j keys(j) = y->keys(j + t); if (y->leaf == false) ( for (int j = 0; j C(j) = y->C(j + t); ) y->n = t - 1; for (int j = n; j>= i + 1; j--) C(j + 1) = C(j); C(i + 1) = z; for (int j = n - 1; j>= i; j--) keys(j + 1) = keys(j); keys(i) = y->keys(t - 1); n = n + 1; ) // Traverse void BTreeNode::traverse() ( int i; for (i = 0; i traverse(); cout << " "
n == 0) ( BTreeNode *tmp = root; if (root->leaf) root = NULL; else root = root->C(0); delete tmp; ) return; ) int main() ( BTree t(3); t.insertion(8); t.insertion(9); t.insertion(10); t.insertion(11); t.insertion(15); t.insertion(16); t.insertion(17); t.insertion(18); t.insertion(20); t.insertion(23); cout << "The B-tree is: "; t.traverse(); t.deletion(20); cout << "The B-tree is: "; t.traverse(); )
Złożoność usuwania
Najlepszy przypadek Złożoność czasu: Θ(log n)
Przypadek średni Złożoność przestrzeni: Θ(n)
Najgorszy przypadek Złożoność przestrzeni: Θ(n)
