青青草原综合久久大伊人导航_色综合久久天天综合_日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月_热久久这里只有精品

那誰的技術博客

感興趣領域:高性能服務器編程,存儲,算法,Linux內核
隨筆 - 210, 文章 - 0, 評論 - 1183, 引用 - 0
數據加載中……

Btree算法實現代碼

基于<<算法導論>>中關于btree算法的描述,雖然書中沒有關于刪除結點算法的偽碼實現,不過還是根據描述寫了出來,經過測試,似乎是沒有問題,歡迎測試找bug.

不過,值得一提的是,btree算法大部分情況下是使用在操作存放在諸如磁盤等慢速且大容量介質中的,但是這里給出的算法仍然是操作的內存中的數據.如何使用這個算法操作存放在磁盤的數據,恐怕還要自定義文件的格式等,我對這方面還沒有涉及到,以后會抽空研究如tokyocabinet等數據庫的代碼,給出一個解決方案來,如果能做到這一點,基本上就可以算是一個小型的數據庫的后端存儲系統了.

話說回來,這份代碼我編碼調試了很久,幾百行的代碼從國慶在家休息的時候開始,前后花費了將近一周時間.我想,諸如紅黑樹/btree這樣的復雜數據結構的算法之所以難以調試,很大的原因在于,即使在某一處你不小心犯了一個錯誤,程序運行時也可能不是在這個地方core dump,因為你破壞了這個結構而只在后面才反映出來,于是,加大了調試的難度.所以,這就需要自己多閱讀資料,加深對算法的理解,盡可能的肉眼多審核幾次代碼.

我之前研究過紅黑樹,研究過memcached,自己也寫了一個commoncache,看來,我個人更感興趣的方向是這種大規模數據的處理上,很有挑戰的說.未來,將繼續在這方面發力,希望能有機會從事這方面的工作,如Linux文件系統,分布式文件系統,云計算等等方向.

頭文件:
/*
 * implementation of btree algorithm, base on <<Introduction to algorithm>>
 * author: lichuang
 * blog: www.shnenglu.com/converse
 
*/

#ifndef __BTREE_H__
#define __BTREE_H__

#define M 4 
#define KEY_NUM (2 * M - 1)

typedef 
int type_t;

typedef 
struct btree_t
{
    
int num;                        /* number of keys */
    
char leaf;                      /* if or not is a leaf */
    type_t key[KEY_NUM];
    
struct btree_t* child[KEY_NUM + 1];
}btree_t, btnode_t;

btree_t
*    btree_create();
btree_t
*    btree_insert(btree_t *btree, type_t key);
btree_t
*    btree_delete(btree_t *btree, type_t key);

/*
 * search the key in the btree, save the key index of the btree node in the index
 
*/
btree_t
*    btree_search(btree_t *btree, type_t key, int *index);

#endif /* __BTREE_H__ */


實現代碼以及測試文件:
/*
 * implementation of btree algorithm, base on <<Introduction to algorithm>>
 * author: lichuang
 * blog: www.shnenglu.com/converse
 
*/

#include 
"btree.h"
#include 
<stdio.h>
#include 
<stdlib.h>
#include 
<string.h>

static btree_t* btree_insert_nonfull(btree_t *btree, type_t key);
static btree_t* btree_split_child(btree_t *parent, int pos, btree_t *child);
static int      btree_find_index(btree_t *btree, type_t key, int *ret);

btree_t
* btree_create()
{
    btree_t 
*btree;

    
if (!(btree = (btree_t*)malloc(sizeof(btree_t))))
    {
        printf(
"[%d]malloc error!\n", __LINE__);
        
return NULL;
    }

    btree
->num = 0;
    btree
->leaf = 1;

    
return btree;
}

btree_t
* btree_insert(btree_t *btree, type_t key)
{
    
if (btree->num == KEY_NUM)
    {
        
/* if the btree is full */
        btree_t 
*p;
        
if (!(p = (btree_t*)malloc(sizeof(btree_t))))
        {
            printf(
"[%d]malloc error!\n", __LINE__);
            
return NULL;
        }
        p
->num = 0;
        p
->child[0= btree;
        p
->leaf = 0;
        btree 
= btree_split_child(p, 0, btree);
    }

    
return btree_insert_nonfull(btree, key);
}

btree_t
* btree_delete(btree_t *btree, type_t key)
{
    
int index, ret, i;
    btree_t 
*preceding, *successor;
    btree_t 
*child, *sibling;
    type_t replace;

    index 
= btree_find_index(btree, key, &ret);

    
if (btree->leaf && !ret)
    {
        
/* 
           case 1:
           if found the key and the node is a leaf then delete it directly 
        
*/
        memmove(
&btree->key[index], &btree->key[index + 1], sizeof(type_t) * (btree->num - index - 1));
        
--btree->num;
        
return btree;
    }
    
else if (btree->leaf && ret)
    {
        
/* not found */
        
return btree;
    }

    
if (!ret)               /* btree includes key */
    {
        
/* 
           case 2:
           If the key k is in node x and x is an internal node, do the following:
         
*/
        preceding 
= btree->child[index];
        successor 
= btree->child[index + 1];

        
if (preceding->num >= M) /* case 2a */
        {
            
/*
               case 2a:
               If the child y that precedes k in node x has at least t keys, 
               then find the predecessor k′ of k in the subtree rooted at y. 
               Recursively delete k′, and replace k by k′ in x. 
               (Finding k′ and deleting it can be performed in a single downward pass.)
             
*/
            replace 
= preceding->key[preceding->num - 1];
            btree
->child[index] = btree_delete(preceding, replace);
            btree
->key[index] = replace;
            
return btree;
        }
        
if (successor->num >= M)  /* case 2b */
        {
            
/*
               case 2b:
               Symmetrically, if the child z that follows k in node x 
               has at least t keys, then find the successor k′ of k 
               in the subtree rooted at z. Recursively delete k′, and 
               replace k by k′ in x. (Finding k′ and deleting it can 
               be performed in a single downward pass.)
             
*/
            replace 
= successor->key[0];
            btree
->child[index + 1= btree_delete(successor, replace);
            btree
->key[index] = replace;
            
return btree;
        }
        
if ((preceding->num == M - 1&& (successor->num == M - 1)) /* case 2c */
        {
            
/*
               case 2c:
               Otherwise, if both y and z have only t - 1 keys, merge k
               and all of z into y, so that x loses both k and the pointer 
               to z, and y now contains 2t - 1 keys. Then, free z and 
               recursively delete k from y.
             
*/
            
/* merge key and successor into preceding */
            preceding
->key[preceding->num++= key;
            memmove(
&preceding->key[preceding->num], &successor->key[0], sizeof(type_t) * (successor->num));
            memmove(
&preceding->child[preceding->num], &successor->child[0], sizeof(btree_t** (successor->num + 1));
            preceding
->num += successor->num;

            
/* delete key from btree */
            
if (btree->num - 1 > 0)
            {
                memmove(
&btree->key[index], &btree->key[index + 1], sizeof(type_t) * (btree->num - index - 1));
                memmove(
&btree->child[index + 1], &btree->child[index + 2], sizeof(btree_t** (btree->num - index - 1));
                
--btree->num;
            }
            
else
            {
                
/* if the parent node contain no more child, free it */
                free(btree);
                btree 
= preceding;
            }

            
/* free successor */
            free(successor);

            
/* delete key from preceding */
            btree_delete(preceding, key);

            
return btree;
        }
    }

    
/* btree not includes key */
    
if ((child = btree->child[index]) && child->num == M - 1)
    {
        
/*
           case 3:
           If the key k is not present in internal node x, determine 
           the root ci[x] of the appropriate subtree that must contain k, 
           if k is in the tree at all. If ci[x] has only t - 1 keys, 
           execute step 3a or 3b as necessary to guarantee that we descend 
           to a node containing at least t keys. Then, finish by recursing 
           on the appropriate child of x. 
         
*/
        
/* 
           case 3a:
           If ci[x] has only t - 1 keys but has an immediate sibling 
           with at least t keys, give ci[x] an extra key by moving a 
           key from x down into ci[x], moving a key from ci[x]'s immediate 
           left or right sibling up into x, and moving the appropriate 
           child pointer from the sibling into ci[x].
         
*/
        
if ((index < btree->num) && 
                (sibling 
= btree->child[index + 1]) &&
                (sibling
->num >= M))
        {
            
/* the right sibling has at least M keys */
            child
->key[child->num++= btree->key[index];
            btree
->key[index]        = sibling->key[0];

            child
->child[child->num] = sibling->child[0];

            sibling
->num--;
            memmove(
&sibling->key[0], &sibling->key[1], sizeof(type_t** (sibling->num));
            memmove(
&sibling->child[0], &sibling->child[1], sizeof(btree_t** (sibling->num + 1));
        }
        
else if ((index > 0&& 
                (sibling 
= btree->child[index - 1]) &&
                (sibling
->num >= M))
        {
            
/* the left sibling has at least M keys */
            memmove(
&child->key[1], &child->key[0], sizeof(type_t) * child->num);
            memmove(
&child->child[1], &child->child[0], sizeof(btree_t** (child->num + 1));
            child
->key[0= btree->key[index - 1];
            btree
->key[index - 1]  = sibling->key[sibling->num - 1];
            child
->child[0= sibling->child[sibling->num];

            child
->num++;
            sibling
->num--;
        }
        
/* 
           case 3b:
           If ci[x] and both of ci[x]'s immediate siblings have t - 1 keys, 
           merge ci[x] with one sibling, which involves moving a key from x 
           down into the new merged node to become the median key for that node.
         
*/
        
else if ((index < btree->num) && 
                (sibling 
= btree->child[index + 1]) &&
                (sibling
->num == M - 1))
        {
            
/* 
               the child and its right sibling both have M - 1 keys,
               so merge child with its right sibling
             
*/
            child
->key[child->num++= btree->key[index];
            memmove(
&child->key[child->num], &sibling->key[0], sizeof(type_t) * sibling->num);
            memmove(
&child->child[child->num], &sibling->child[0], sizeof(btree_t** (sibling->num + 1));
            child
->num += sibling->num;

            
if (btree->num - 1 > 0)
            {
                memmove(
&btree->key[index], &btree->key[index + 1], sizeof(type_t) * (btree->num - index - 1));
                memmove(
&btree->child[index + 1], &btree->child[index + 2], sizeof(btree_t** (btree->num - index - 1));
                btree
->num--;
            }
            
else
            {
                free(btree);
                btree 
= child;
            }

            free(sibling);
        }
        
else if ((index > 0&& 
                (sibling 
= btree->child[index - 1]) &&
                (sibling
->num == M - 1))
        {
            
/* 
               the child and its left sibling both have M - 1 keys,
               so merge child with its left sibling
             
*/
            sibling
->key[sibling->num++= btree->key[index - 1];
            memmove(
&sibling->key[sibling->num], &child->key[0], sizeof(type_t) * child->num);
            memmove(
&sibling->child[sibling->num], &child->child[0], sizeof(btree_t** (child->num + 1));
            sibling
->num += child->num;

            
if (btree->num - 1 > 0)
            {
                memmove(
&btree->key[index - 1], &btree->key[index], sizeof(type_t) * (btree->num - index));
                memmove(
&btree->child[index], &btree->child[index + 1], sizeof(btree_t** (btree->num - index));
                btree
->num--;
            }
            
else
            {
                free(btree);
                btree 
= sibling;
            }

            free(child);

            child 
= sibling;
        }
    }

    btree_delete(child, key);
    
return btree;
}

btree_t
* btree_search(btree_t *btree, type_t key, int *index)
{
    
int i;

    
*index = -1;

    
for (i = 0; i < btree->num && key > btree->key[i]; ++i)
        ;

    
if (i < btree->num && key == btree->key[i])
    {
        
*index = i;
        
return btree;
    }

    
if (btree->leaf)
    {
        
return NULL;
    }
    
else
    {
        
return btree_search(btree->child[i], key, index);
    }
}

/*
 * child is the posth child of parent
 
*/
btree_t
* btree_split_child(btree_t *parent, int pos, btree_t *child)
{
    btree_t 
*z;
    
int i;

    
if (!(z = (btree_t*)malloc(sizeof(btree_t))))
    {
        printf(
"[%d]malloc error!\n", __LINE__);
        
return NULL;
    }

    z
->leaf = child->leaf;
    z
->num = M - 1;
    
    
/* copy the last M keys of child into z */
    
for (i = 0; i < M - 1++i)
    {
       z
->key[i] = child->key[i + M];
    }

    
if (!child->leaf)
    {
        
/* copy the last M children of child into z */
        
for (i = 0; i < M; ++i)
        {
            z
->child[i] = child->child[i + M];
        }
    }
    child
->num = M - 1;

    
for (i = parent->num; i > pos; --i)
    {
        parent
->child[i + 1= parent->child[i];
    }
    parent
->child[pos + 1= z;

    
for (i = parent->num - 1; i >= pos; --i)
    {
        parent
->key[i + 1= parent->key[i];
    }
    parent
->key[pos] = child->key[M - 1];

    parent
->num++;

    
return parent;
}

int btree_find_index(btree_t *btree, type_t key, int *ret)
{
    
int i, num;

    
for (i = 0, num = btree->num; i < num && (*ret = btree->key[i] - key) < 0++i)
        ;
    
/*
     * when out of the loop, three conditions may happens:
     * ret == 0 means find the key,
     * or ret > 0 && i < num means not find the key,
     * or ret < 0 && i == num means not find the key and out of the key array range
     
*/

    
return i;
}

/*
 * btree is not full  
 
*/
btree_t
* btree_insert_nonfull(btree_t *btree, type_t key)
{
    
int i;

    i 
= btree->num - 1;

    
if (btree->leaf)
    {
        
/* find the position to insert the key */
        
while (i >= 0 && key < btree->key[i])
        {
            btree
->key[i + 1= btree->key[i];
            
--i;
        }

        btree
->key[i + 1= key;

        btree
->num++;
    }
    
else
    {
        
/* find the child to insert the key */
        
while (i >= 0 && key < btree->key[i])
        {
            
--i;
        }

        
++i;
        
if (btree->child[i]->num == KEY_NUM)
        {
            
/* if the child is full, then split it */
            btree_split_child(btree, i, btree
->child[i]);
            
if (key > btree->key[i])
            {
                
++i;
            }
        }

        btree_insert_nonfull(btree
->child[i], key);
    }

    
return btree;
}

#define NUM 20000

int main()
{
    btree_t 
*btree;
    btnode_t 
*node;
    
int index, i;

    
if (!(btree = btree_create()))
    {
        exit(
-1);
    }

    
for (i = 1; i < NUM; ++i)
    {
        btree 
= btree_insert(btree, i);
    }

    
for (i = 1; i < NUM; ++i)
    {
        node 
= btree_search(btree, i, &index);

        
if (!node || index == -1)
        {
            printf(
"insert error!\n");
            
return -1;
        }
    }

    
for (i = 1; i < NUM; ++i)
    {
        btree 
= btree_delete(btree, i);

        btree 
= btree_insert(btree, i);
    }

    
return 0;
}


posted on 2009-10-13 21:00 那誰 閱讀(11631) 評論(8)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 算法與數據結構

評論

# re: Btree算法實現代碼[未登錄]  回復  更多評論   

b-tree..只有膜拜的份啊
2009-10-13 21:55 | vincent

# re: Btree算法實現代碼  回復  更多評論   

good job!! recently, referring to mit's introduction to algorithms. just for basic.
2009-10-13 21:57 | tiny

# re: Btree算法實現代碼[未登錄]  回復  更多評論   

sqlite也實現了一個btree,自己的文件格式,緩存
2009-10-13 23:10 | true

# re: Btree算法實現代碼  回復  更多評論   

C語言風格。。
2009-10-15 09:02 | expter

# re: Btree算法實現代碼  回復  更多評論   

@true
怎么用呢?》
2010-11-20 22:34 | 在以

# re: Btree算法實現代碼  回復  更多評論   

我將 main中
btree_delete調用那塊修改為隨機刪除key
z = rand() % NUM;
btree = btree_delete(btree, z);

并且在btree_delete中加了判斷
if (btree == NULL || btree->num == 0) { return btree; }

為何會出現段錯誤?
用valgrind查看
/* btree not includes key */
if ((child = btree->child[index]) && child->num == M - 1)
這里報 Invalid read of size 4
這是為何 請指教

2011-10-26 17:10 | 郭凱

# re: Btree算法實現代碼  回復  更多評論   

貌似發現錯誤了
case 3a 中
memmove(&sibling->key[0], &sibling->key[1], sizeof(type_t*) * (sibling->num));
"type_t*" 改為 "type_t" 就OK了
2011-10-27 01:53 | 郭凱

# re: Btree算法實現代碼[未登錄]  回復  更多評論   

可以實現動態確定btree子樹的算法嗎?
2013-01-16 14:14 | eric
青青草原综合久久大伊人导航_色综合久久天天综合_日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月_热久久这里只有精品
  • <ins id="pjuwb"></ins>
    <blockquote id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></blockquote>
    <noscript id="pjuwb"></noscript>
          <sup id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></sup>
            <dd id="pjuwb"></dd>
            <abbr id="pjuwb"></abbr>
            这里只有精品视频| 欧美国产高清| 美腿丝袜亚洲色图| 亚洲国产视频a| 欧美激情性爽国产精品17p| 亚洲精品日韩久久| 亚洲欧美日韩成人| 国色天香一区二区| 欧美福利专区| 亚洲一区二区在线免费观看视频| 久久国产婷婷国产香蕉| 在线播放日韩| 欧美日韩在线视频观看| 先锋影音国产一区| 亚洲国产高清视频| 亚洲欧美国产高清va在线播| 国内一区二区三区在线视频| 欧美激情bt| 亚洲男女自偷自拍图片另类| 免费视频一区二区三区在线观看| 99视频在线精品国自产拍免费观看 | 亚洲欧美日韩精品久久久| 国产欧美一区二区视频| 欧美成人一区在线| 香港久久久电影| 最新国产精品拍自在线播放| 性欧美video另类hd性玩具| …久久精品99久久香蕉国产| 欧美日韩中文字幕综合视频| 久久精品国产亚洲精品| 夜夜狂射影院欧美极品| 久久伊人一区二区| 亚洲一区二三| 亚洲黄色免费| 国产一二精品视频| 欧美日一区二区在线观看| 欧美综合二区| 亚洲一区二区日本| 亚洲精品1234| 免费观看成人网| 欧美中文字幕| 亚洲天堂av高清| 亚洲精品久久久蜜桃 | 久热精品视频在线观看一区| 亚洲视频一区在线| 最近中文字幕日韩精品| 国产日韩在线视频| 国产精品成人在线| 欧美绝品在线观看成人午夜影视| 久久精品在这里| 亚洲主播在线| 亚洲乱码国产乱码精品精| 免费h精品视频在线播放| 欧美一区二区视频在线观看2020| 国产精品99久久久久久www| 亚洲三级视频| 亚洲国产精品一区制服丝袜| 韩日午夜在线资源一区二区| 国产日产高清欧美一区二区三区| 欧美午夜久久久| 欧美日韩一区二区免费视频| 欧美成熟视频| 欧美va天堂va视频va在线| 久久视频一区二区| 久久视频在线免费观看| 久久久激情视频| 久久久久国产精品www | 久久亚洲综合色| 久久精品一二三区| 久久久蜜桃精品 | 噜噜噜躁狠狠躁狠狠精品视频| 欧美在线一二三四区| 新67194成人永久网站| 亚洲欧美日韩国产一区二区| 亚洲综合视频网| 亚洲资源在线观看| 午夜精品久久久久久久| 香蕉久久一区二区不卡无毒影院 | 久久精品免视看| 亚洲免费影视第一页| 亚洲免费在线视频| 欧美一级播放| 久久精品女人| 美女日韩欧美| 亚洲国产成人精品女人久久久 | 你懂的成人av| 欧美日韩一区国产| 国产精品高潮呻吟久久av黑人| 国产精品久久综合| 国产婷婷精品| 亚洲国产裸拍裸体视频在线观看乱了中文| 亚洲国产高潮在线观看| 日韩图片一区| 亚洲欧美成人一区二区三区| 久久精品在线| 欧美国产免费| aa级大片欧美三级| 欧美一站二站| 欧美黄免费看| 国产精品美腿一区在线看| 好吊妞**欧美| 99精品视频免费全部在线| 午夜久久久久| 欧美成人免费全部| 一本色道久久综合狠狠躁篇怎么玩| 亚洲综合色激情五月| 久久一区中文字幕| 国产精品福利在线| 好吊成人免视频| 999亚洲国产精| 久久精品国产一区二区电影| 亚洲第一区在线| 亚洲影院免费| 欧美紧缚bdsm在线视频| 国产伦精品一区二区三区视频黑人| 亚洲电影免费观看高清完整版在线| 亚洲视频一区二区在线观看| 久久最新视频| 亚洲图片欧美日产| 久久躁日日躁aaaaxxxx| 国产精品高潮呻吟视频| 91久久精品国产91久久| 欧美伊人精品成人久久综合97| 亚洲国产精品精华液2区45| 亚洲一区在线看| 欧美激情亚洲国产| 狠狠爱成人网| 西西人体一区二区| 亚洲精品免费一区二区三区| 久久精品一区二区| 国产精品一区二区久久| 99在线视频精品| 欧美aⅴ99久久黑人专区| 亚洲一区二区三区在线| 欧美精品 国产精品| 在线观看的日韩av| 久久狠狠亚洲综合| 亚洲午夜成aⅴ人片| 欧美日韩www| 亚洲精品美女在线观看| 久热精品视频在线免费观看| 亚洲欧美日韩视频二区| 国产精品成人在线| 亚洲视频国产视频| 91久久精品国产91久久性色tv| 久久久国产精品亚洲一区| 国产欧美综合一区二区三区| 亚洲自拍高清| 中文精品视频| 欧美三级特黄| 亚洲视频在线免费观看| 亚洲人成在线免费观看| 免费精品99久久国产综合精品| 一区二区三区在线高清| 久久香蕉国产线看观看av| 午夜影院日韩| 国产一区激情| 久久久久一本一区二区青青蜜月| 午夜精品久久久久久久蜜桃app| 国产精品九九| 午夜精品久久久久久久久久久| 一区二区三区精品视频在线观看| 欧美日韩直播| 亚洲综合导航| 亚洲伊人久久综合| 国产视频久久网| 久久精品视频导航| 欧美主播一区二区三区美女 久久精品人| 国产免费亚洲高清| 久久精品亚洲| 久久久久久国产精品mv| 亚洲高清视频在线| 亚洲国产成人精品久久| 欧美激情国产高清| 亚洲婷婷免费| 亚洲在线一区二区| 国产在线观看精品一区二区三区| 久久躁日日躁aaaaxxxx| 欧美99久久| 亚洲少妇自拍| 午夜综合激情| 1024日韩| 日韩亚洲精品视频| 国产伦精品免费视频| 久久综合伊人77777| 欧美激情视频给我| 篠田优中文在线播放第一区| 久久精品论坛| 99精品免费网| 午夜精品久久久久| 91久久国产综合久久91精品网站| 日韩视频永久免费| 国产日韩三区| 亚洲国产高清在线| 国产精品揄拍500视频| 欧美成人精品在线播放| 欧美视频在线观看一区| 久久免费一区| 欧美日韩www| 老司机一区二区三区|