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: m.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: m.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(11626) 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>
            亚洲精品一区二区三区四区高清| 亚洲激情网站| 国内精品视频在线观看| 亚洲精品人人| 中文精品99久久国产香蕉| 欧美激情综合五月色丁香| 免费在线欧美视频| 亚洲观看高清完整版在线观看| 久久久91精品| 亚洲日本精品国产第一区| 亚洲风情亚aⅴ在线发布| 一本色道婷婷久久欧美| 亚洲影院在线| 国产性做久久久久久| 欧美怡红院视频| 影音先锋亚洲视频| 一区二区av在线| 性做久久久久久| 久久永久免费| 亚洲第一精品夜夜躁人人躁| 欧美激情1区2区| 在线播放日韩| 亚洲精品少妇30p| 亚洲影院色在线观看免费| 久久久久久999| 亚洲精品国产精品国自产观看| 99热在这里有精品免费| 91久久久国产精品| 久久久亚洲国产天美传媒修理工| 久久国产精品黑丝| 欧美一区亚洲二区| 亚洲欧美一区二区视频| 亚洲日本免费| 先锋亚洲精品| 欧美久久视频| 免费在线成人| 欧美一区二区视频在线观看| 一区二区日韩伦理片| 亚洲欧美日韩成人| 欧美顶级少妇做爰| 麻豆精品精品国产自在97香蕉| 性久久久久久久久久久久| 美女脱光内衣内裤视频久久影院 | 亚洲欧洲三级| 欧美一区在线视频| 欧美日韩一区二区三区在线视频| 久久亚洲私人国产精品va| 亚洲欧美国产日韩天堂区| 亚洲精品你懂的| 亚洲永久在线| 性做久久久久久| 欧美极品在线视频| 1000部精品久久久久久久久| 久久国产精品久久久久久久久久| 欧美亚洲一区二区在线| 亚洲欧美欧美一区二区三区| 亚洲综合丁香| 亚洲国产欧美日韩精品| 亚洲精品你懂的| 欧美有码视频| 国产亚洲欧美日韩美女| 激情自拍一区| 伊人激情综合| 久久不射中文字幕| 亚洲一区二区三区在线播放| 欧美日韩一区二区在线观看视频| 91久久国产自产拍夜夜嗨| 亚洲精选视频在线| 国产精品最新自拍| 国产日韩欧美精品| 欧美伊人影院| 免费不卡中文字幕视频| 欧美成人嫩草网站| 宅男噜噜噜66国产日韩在线观看| 久久av在线看| 一区免费观看| 欧美激情一区在线| 欧美日本乱大交xxxxx| 一本久久a久久精品亚洲| 亚洲国产视频直播| 欧美韩国日本一区| 欧美亚洲日本一区| 国产精品人人做人人爽| 亚洲国产三级在线| 99综合在线| 中国女人久久久| 国产精品久久久久一区二区| 在线视频观看日韩| 亚洲精品视频二区| 国产精品日韩精品| 老司机午夜精品视频| 一区二区三区欧美成人| 国产精品一级久久久| 久久精品亚洲一区二区三区浴池| 久久综合中文色婷婷| 国产日韩欧美高清免费| 久久视频这里只有精品| 欧美老女人xx| 久久激情综合| 欧美精品91| 久久久国产精品一区| 欧美va亚洲va国产综合| 亚洲一区免费视频| 久久久久这里只有精品| 国产手机视频一区二区| 欧美国产第二页| 国产精品美女久久久久av超清| 久久欧美中文字幕| 欧美色中文字幕| 亚洲开发第一视频在线播放| 亚洲免费一在线| 最新中文字幕亚洲| 欧美在线在线| 亚洲欧美精品| 欧美精品在线观看| 你懂的成人av| 国产亚洲欧洲一区高清在线观看 | 欧美成人免费va影院高清| 国产精品久久久久aaaa九色| 一区二区三区视频免费在线观看| 亚洲国产精品电影在线观看| 国产欧美va欧美va香蕉在| 校园激情久久| 欧美久久一级| 亚洲动漫精品| 亚洲黄色片网站| 久久久久久亚洲精品中文字幕| 欧美与欧洲交xxxx免费观看 | 亚洲欧美日韩区| 亚洲自拍都市欧美小说| 欧美国产精品一区| 麻豆国产精品777777在线| 国产精品色一区二区三区| 日韩天天综合| 国产精品人人做人人爽人人添| 亚洲电影网站| 亚洲人成久久| 久久久久久久精| 久久久久看片| 国产综合亚洲精品一区二| 午夜欧美大尺度福利影院在线看| 亚洲亚洲精品三区日韩精品在线视频| 在线成人中文字幕| 亚洲一区二区动漫| 亚洲在线观看免费视频| 欧美日韩国产不卡在线看| 亚洲欧美在线一区二区| 欧美一区二区高清| 欧美一级黄色网| 国产美女精品视频免费观看| 亚洲欧美精品中文字幕在线| 午夜精品视频在线| 国产免费一区二区三区香蕉精| 亚洲一区中文| 久久久久国内| 亚洲第一二三四五区| 欧美成人网在线| 亚洲免费播放| 欧美亚洲视频在线观看| 韩国精品一区二区三区| 欧美 日韩 国产 一区| 在线精品国产欧美| 欧美久久久久| 香港久久久电影| 欧美顶级大胆免费视频| 亚洲精品一区久久久久久 | 韩国女主播一区| 久久综合激情| 亚洲国内精品| 亚洲欧美视频一区| 很黄很黄激情成人| 欧美国产成人在线| 亚洲欧美精品在线| 亚洲国产一区在线观看| 99re热精品| 国产精品久久久久9999高清| 欧美影院精品一区| 99在线热播精品免费99热| 国产精品亚洲第一区在线暖暖韩国| 亚洲影视九九影院在线观看| 老司机亚洲精品| 亚洲在线黄色| 亚洲日本激情| 国产视频欧美| 欧美日韩国产小视频| 亚洲欧洲视频在线| 欧美国产视频在线| 蜜臀久久99精品久久久画质超高清| 亚洲欧洲在线一区| 国产一区二区三区丝袜| 欧美日韩中文| 欧美~级网站不卡| 午夜伦理片一区| 一本色道久久综合亚洲91| 免费亚洲网站| 久久先锋影音av| 欧美在线视频免费观看| 亚洲综合国产| 亚洲专区在线视频| 夜夜嗨av一区二区三区网页|