專利名稱：一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的b+樹索引方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)今數(shù)據(jù)量的不斷擴(kuò)充，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不斷增多，在應(yīng)用時(shí)要求數(shù)據(jù)庫(kù)具有主動(dòng)、實(shí)時(shí)、時(shí)效等特性。其中，索引是提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)執(zhí)行效率的一種有效工具。由于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引受內(nèi)存的快速存取以及高有效利用率的影響，因此適用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引結(jié)構(gòu)大致可以分為兩大類一類是數(shù)據(jù)保持某種自然排序的索引結(jié)構(gòu)，如各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 另一類是數(shù)據(jù)隨機(jī)分布的索引結(jié)構(gòu)，如各種哈希結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)索引結(jié)構(gòu)主要有下列三種，以下將詳細(xì)描述。第一，采用數(shù)組做索引結(jié)構(gòu)。其具體方法為通過預(yù)先知道數(shù)據(jù)的大小或者通過虛擬存儲(chǔ)映射技術(shù)而使數(shù)據(jù)妥當(dāng)增長(zhǎng)，使數(shù)組索引使用的空間最小。然而，數(shù)組索引結(jié)構(gòu)不能動(dòng)態(tài)維護(hù)，每一維護(hù)操作所引起的數(shù)據(jù)移動(dòng)量是O(n)級(jí)的(η為數(shù)組元素個(gè)數(shù))，使得維護(hù)代價(jià)過高。且數(shù)組索引結(jié)構(gòu)實(shí)用性不強(qiáng)。第二，采用AVL樹(一種自平衡二叉查找樹)做索引結(jié)構(gòu)。由于AVL樹操作的時(shí)間復(fù)雜度較小，為0(Log2N) (N為記錄數(shù))，因此具有較高的存取性能。但是由于其每個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)數(shù)據(jù)元素，卻有兩個(gè)指針和有關(guān)指針信息，造成其內(nèi)存的有效利用率很低。第三，采用B樹(一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))做索引結(jié)構(gòu)。B樹是一種動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的平衡樹，B樹的操作代價(jià)是o( Logk + l + l-^- +C)，其中，
k是B樹的階(0rder)，N是記錄數(shù)，C是一個(gè)很小的整數(shù)。然而，將B樹作為索引結(jié)構(gòu)時(shí)，由于關(guān)鍵字分布在整個(gè)B樹中，并且在內(nèi)結(jié)點(diǎn)(葉結(jié)點(diǎn)以外的結(jié)點(diǎn))中出現(xiàn)過的關(guān)鍵字不再出現(xiàn)在葉結(jié)點(diǎn)中，使得順序鏈不能將樹中所有關(guān)鍵字鏈接在一起，這不利于需要順序查找或排序的操作。其次，在B樹中，刪除操作比較繁瑣。因此，B樹無法滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)高效的執(zhí)行效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有的用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引結(jié)構(gòu)效率不高，實(shí)用性不強(qiáng)的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法，所述方法包括根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；
將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供了一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引裝置，所述裝置包括節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)獲取單元，用于根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；內(nèi)存劃分單元，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；索引生成單元，用于將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過B+樹來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引，提供了一種既高效，又穩(wěn)定的索引方法。既提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性，又提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，使得用戶能夠更加快捷地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的根據(jù)B+樹索引查找關(guān)鍵字的實(shí)例；圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的根據(jù)B+樹索引插入關(guān)鍵字的一種實(shí)例；圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的根據(jù)B+樹索引插入關(guān)鍵字的一種實(shí)例；圖5是本發(fā)明實(shí)施例四提供的根據(jù)B+樹索引刪除關(guān)鍵字的一種實(shí)例；圖6是本發(fā)明實(shí)施例四提供的根據(jù)B+樹索引刪除關(guān)鍵字的一種實(shí)例；圖7是本發(fā)明實(shí)施例五提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹(一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))索引方法，通過重新定義B+樹的節(jié)點(diǎn)域及控制域的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，創(chuàng)建B+樹，利用B+樹建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引。本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法及裝置所述方法包括根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。所述裝置包括節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)獲取單元，用于根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；內(nèi)存劃分單元，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；索引生成單元，用于將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。實(shí)施例一如圖1所示為本發(fā)明提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法的流程圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在步驟SlOl中，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于索引既可以是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表的索引，也可以是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中各條記錄的索引。在B+樹中，用一個(gè)節(jié)點(diǎn)來表示一個(gè)表或一條數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄，因此表的個(gè)數(shù)或記錄的條數(shù)與節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相同。若是創(chuàng)建表的索引，則根據(jù)表的個(gè)數(shù)獲得節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；若是創(chuàng)建記錄的索引，則根據(jù)記錄的個(gè)數(shù)獲得節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域。其中，節(jié)點(diǎn)域用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)信息， 此處即為表或記錄的關(guān)鍵字；控制域用于存儲(chǔ)指針信息，此處的指針信息包括但不限于 指向其他節(jié)點(diǎn)的指針及指向關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針。在步驟S102中，根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的大小不同，占用的內(nèi)存空間大小就不同。在計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占用的內(nèi)存空間后，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域。如將內(nèi)存地址0X00到0X11的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域。在步驟S103中，將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。在本發(fā)明實(shí)施例中，將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，并將表或記錄的關(guān)鍵字作為節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字，將指針信息(如指針信息)存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，初始化B+ 樹，生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。在本發(fā)明實(shí)施例中，生成的B+樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子樹個(gè)數(shù)小于等于B+樹的階數(shù)，所述B+樹每個(gè)分支所包括的子樹個(gè)數(shù)大于等于B+樹的階數(shù)，所述B+樹中除葉子節(jié)點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)至少有兩顆子樹。在B+樹中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子樹個(gè)數(shù)與該節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)相同，葉子節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于等于子樹個(gè)數(shù)的二分之一。葉子節(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字及指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，或用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件分塊后每塊數(shù)據(jù)文件的最大關(guān)鍵字及指向該最大關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，葉子節(jié)點(diǎn)按關(guān)鍵字值的大小順序進(jìn)行鏈接，所有葉子節(jié)點(diǎn)都在一層。所有分支節(jié)點(diǎn)包括該分支節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中值最大關(guān)鍵字或值最小的關(guān)鍵字的分界值及指向該分界值的指針。如圖2中，第二層中左邊第一個(gè)節(jié)點(diǎn)包含關(guān)鍵字F及J，而F和J正是該節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中值最小的關(guān)鍵字的分界值。其中，節(jié)點(diǎn)包括根節(jié)點(diǎn)、分支節(jié)點(diǎn)及葉子節(jié)點(diǎn)，是根節(jié)點(diǎn)、分支節(jié)點(diǎn)及葉子節(jié)點(diǎn)的總稱。位于樹頂端的節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)；位于B+樹最底端的，沒有子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為葉子節(jié)點(diǎn)；除了葉子節(jié)點(diǎn)和根節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)稱為分支節(jié)點(diǎn)。除此外，還可用雙親節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)來說明節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系，與節(jié)點(diǎn)相連的，位于該節(jié)點(diǎn)上一層的節(jié)點(diǎn)稱為該節(jié)點(diǎn)的雙親節(jié)點(diǎn)；而與該節(jié)點(diǎn)相連的，位于該節(jié)點(diǎn)下一層的節(jié)點(diǎn)稱為該節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過B+樹來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引，提供了一種既高效，又穩(wěn)定的索引方法。既提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性，又提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，使得用戶能夠更加快捷地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)施例二 實(shí)施例二為本發(fā)明提供的根據(jù)實(shí)施例一創(chuàng)建的B+樹索引查詢關(guān)鍵字的方法，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，將所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字逐層與B+樹中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有關(guān)鍵字相比較，直到在葉子節(jié)點(diǎn)中查找到與所述所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字相同的關(guān)鍵字。下面舉一個(gè)具體的實(shí)例來詳細(xì)說明。假如所建立的B+樹如圖2所示，其中，表或記錄的關(guān)鍵字用英文字母表示，葉子節(jié)點(diǎn)按關(guān)鍵字值的大小順序進(jìn)行鏈接。需要在這顆B+樹中查找關(guān)鍵字G。則具體的查找方法如下首先，將關(guān)鍵字G與根節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字P相比較，得出G小于P，因此根據(jù)根節(jié)點(diǎn)中的指針，跳至第二層中包含了關(guān)鍵字F及J的節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，關(guān)鍵字G再與關(guān)鍵字F及J比較，在得出G大于F小于J后，再沿著指針進(jìn)入第三層的節(jié)點(diǎn)，在第三層的節(jié)點(diǎn)中查詢到關(guān)鍵字G。并在包含關(guān)鍵字G的葉子節(jié)點(diǎn)中找到一個(gè)指向關(guān)鍵字G對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于只有葉子節(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字及指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，因此在B+樹中查詢時(shí)，若非葉子節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字等于需要查找的關(guān)鍵字，并不終止查詢。而是繼續(xù)向下查找，直到查到包含需要查找的關(guān)鍵字的葉子節(jié)點(diǎn)。實(shí)施例三實(shí)施例三為本發(fā)明提供的根據(jù)實(shí)施例一創(chuàng)建的B+樹索引插入關(guān)鍵字的方法，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于葉子節(jié)點(diǎn)按關(guān)鍵字值的大小順序進(jìn)行鏈接，則將需插入的關(guān)鍵字根據(jù)其值的大小插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中。其中，有以下兩點(diǎn)需注意其一，若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，它所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)小于等于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則將該關(guān)鍵字直接插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中。其二，若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，它所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則需分裂該葉子節(jié)點(diǎn)。具體分裂方法為將需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)分裂為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)分別為(m+l)/2向下取整后所得的整數(shù)，(m+l)/2向上取整后所得的整數(shù)。其中，m 為節(jié)點(diǎn)階數(shù)。此時(shí)，再判斷該葉子節(jié)點(diǎn)的雙親節(jié)點(diǎn)是否滿足該雙親節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)小于等于該雙親節(jié)點(diǎn)階數(shù)，若滿足，結(jié)束插入流程；若不滿足，則繼續(xù)按上述方法分裂該雙親節(jié)點(diǎn)，直到所有節(jié)點(diǎn)都滿足節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)小于等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)。下面對(duì)比圖3及圖4來說明插入關(guān)鍵字E的過程。若按照?qǐng)D3所示，直接將E插入左邊第一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，則造成該葉子節(jié)點(diǎn)不滿足節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)小于等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)，引起錯(cuò)誤。因此，要按照?qǐng)D4所示的方法，分裂E所在的葉子節(jié)點(diǎn)，使得E所在葉子節(jié)點(diǎn)分為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)包含關(guān)鍵字A和B，另一個(gè)包含關(guān)鍵字C、D及E，使得這兩個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)都滿足節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)小于等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)。實(shí)施例四實(shí)施例四為本發(fā)明提供的根據(jù)實(shí)施例一創(chuàng)建的B+樹索引刪除關(guān)鍵字的方法，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，首先查找到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)，然后將該關(guān)鍵字刪除。具體有兩種情況其一，查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)大于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則直接刪除該關(guān)鍵字及與指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針。其二，查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則從該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)中移一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字到該節(jié)點(diǎn)中，使該節(jié)點(diǎn)與其兄弟節(jié)點(diǎn)中所含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)基本相同。具體為，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，刪除關(guān)鍵字后，可能導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)小于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，因此，此時(shí)需從該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)中移一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字到該節(jié)點(diǎn)中，使該節(jié)點(diǎn)與其兄弟節(jié)點(diǎn)中所含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)基本相同。然而，若該兄弟節(jié)點(diǎn)所包含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)等于節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則不能移動(dòng)該兄弟節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字，而是將該節(jié)點(diǎn)與它的兄弟節(jié)點(diǎn)或雙親節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵字合并為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。下面通過圖5及圖6來說明刪除關(guān)鍵字G的過程。如圖5所示，首先從包含關(guān)鍵點(diǎn)G的葉子節(jié)點(diǎn)中刪除關(guān)鍵點(diǎn)G。然而由于G所在節(jié)點(diǎn)原有兩個(gè)關(guān)鍵字(即在刪除關(guān)鍵字 G之前)，該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)等于節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一。因此，在刪除關(guān)鍵字G后，必須將該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字加入該節(jié)點(diǎn)中。但是由于其兄弟節(jié)點(diǎn)所包含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)也等于節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，因此，合并該節(jié)點(diǎn)與其兄弟節(jié)點(diǎn)，即將關(guān)鍵字F、J、K 合在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中(如圖6所示)。此時(shí)，由于合成節(jié)點(diǎn)后，該合成后的節(jié)點(diǎn)的雙親節(jié)點(diǎn)中關(guān)鍵字J已經(jīng)不是該雙親節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中值最小的關(guān)鍵字的分界值，因此還需從該雙親節(jié)點(diǎn)中刪除關(guān)鍵字J。實(shí)施例五圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引裝置結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部份。該裝置可以是內(nèi)置于電腦等電子設(shè)備的軟件單元、硬件單元或者軟硬件相結(jié)合的單元，或者作為獨(dú)立的掛件集成到這些電子設(shè)備或電子的應(yīng)用系統(tǒng)中。其中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)獲取單元71，用于根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域。內(nèi)存劃分單元72，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域。索引生成單元73，用于將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。
在本發(fā)明實(shí)施例中，生成的B+樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子樹個(gè)數(shù)小于等于B+樹的階數(shù)，所述B+樹每個(gè)分支所包括的子樹個(gè)數(shù)大于等于B+樹的階數(shù)，所述B+樹中除葉子節(jié)點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)至少有兩顆子樹。在B+樹中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子樹個(gè)數(shù)與該節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)相同，葉子節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于等于所述子樹個(gè)數(shù)的二分之一。葉子節(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字及指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，或用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件分塊后每塊數(shù)據(jù)文件的最大關(guān)鍵字及指向該最大關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，葉子節(jié)點(diǎn)按關(guān)鍵字值的大小順序進(jìn)行鏈接，所有葉子節(jié)點(diǎn)都在一層。所有分支節(jié)點(diǎn)包括該分支節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中值最大關(guān)鍵字或值最小的關(guān)鍵字的分界值及指向該分界值的指針。優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引裝置還包括查詢單元，用于將所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字逐層與B+樹中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有關(guān)鍵字相比較，直到在葉子節(jié)點(diǎn)中查找到與所述所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字相同的關(guān)鍵字。插入單元，用于將需插入的關(guān)鍵字根據(jù)其值的大小插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中；若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)小于等于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則將需插入的關(guān)鍵字直接插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中；若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則分裂該葉子節(jié)點(diǎn)。刪除單元，用于查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)大于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則直接刪除該關(guān)鍵字及與指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針；若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則從該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)中移一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字到該節(jié)點(diǎn)中，使該節(jié)點(diǎn)與其兄弟節(jié)點(diǎn)中所含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)基本相同。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過B+樹來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引，提供了一種既高效，又穩(wěn)定的索引方法。既提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性，又提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，使得用戶能夠更加快捷地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以在存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，如ROM/RAM、磁盤、光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述B+樹中，節(jié)點(diǎn)的子樹個(gè)數(shù)與節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)相同，葉子節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于等于所述子樹個(gè)數(shù)的二分之一；葉子節(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)關(guān)鍵字及指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，葉子節(jié)點(diǎn)按關(guān)鍵字值的大小順序進(jìn)行鏈接；所有分支節(jié)點(diǎn)包括該分支節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中值最大關(guān)鍵字或值最小的關(guān)鍵字的分界值及指向該分界值的指針。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用所述B+樹索引查找表或記錄的方法為將所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字逐層與B+樹各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字相比較，直到在葉子節(jié)點(diǎn)中查找到與所述所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字相同的關(guān)鍵字。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用所述B+樹索引插入表或記錄的方法為將需插入的關(guān)鍵字根據(jù)其值的大小插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中；若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)小于等于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則將需插入的關(guān)鍵字直接插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中；若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則分裂該葉子節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用所述B+樹索引刪除表或記錄的方法為查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)大于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則直接刪除該關(guān)鍵字及與指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針；查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則從該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)中移一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字到該節(jié)點(diǎn)中，使該節(jié)點(diǎn)與其兄弟節(jié)點(diǎn)中所含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)基本相同。
6.一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引裝置，其特征在于，所述裝置包括節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)獲取單元，用于根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；內(nèi)存劃分單元，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；索引生成單元，用于將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在所述B+樹中，節(jié)點(diǎn)的子樹個(gè)數(shù)與節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)相同，葉子節(jié)點(diǎn)包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于等于所述子樹個(gè)數(shù)的二分之一；葉子節(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)關(guān)鍵字及指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針，葉子節(jié)點(diǎn)按關(guān)鍵字值的大小順序進(jìn)行鏈接；所有分支節(jié)點(diǎn)包括該分支節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中值最大關(guān)鍵字或值最小的關(guān)鍵字的分界值及指向該分界值的指針。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括查詢單元，用于將所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字逐層與B+樹各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字相比較，直到在葉子節(jié)點(diǎn)中查找到與所述所需查找的表或記錄的關(guān)鍵字相同的關(guān)鍵字。
9.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括插入單元，用于將需插入的關(guān)鍵字根據(jù)其值的大小插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中；若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)小于等于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則將需插入的關(guān)鍵字直接插入對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)中；若需插入的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)加上需插入的關(guān)鍵字后，所包含的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)大于該葉子節(jié)點(diǎn)階數(shù)，則分裂該葉子節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括刪除單元，用于查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)大于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則直接刪除該關(guān)鍵字及與指向該關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的表或記錄的指針； 查詢到需刪除的關(guān)鍵字所在的節(jié)點(diǎn)后，若該節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)等于該節(jié)點(diǎn)階數(shù)的二分之一，則從該節(jié)點(diǎn)的兄弟節(jié)點(diǎn)中移一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字到該節(jié)點(diǎn)中，使該節(jié)點(diǎn)與其兄弟節(jié)點(diǎn)中所含的關(guān)鍵字個(gè)數(shù)基本相同。
全文摘要
本發(fā)明適用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，提供了一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的B+樹索引方法及裝置，所述方法包括根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中表或記錄的個(gè)數(shù)，獲得節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)域和控制域；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需占用的內(nèi)存空間，劃分對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間用于存儲(chǔ)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域和控制域；將表或記錄的關(guān)鍵字存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)域，將指針信息存儲(chǔ)至節(jié)點(diǎn)的控制域，以此生成各節(jié)點(diǎn)及B+樹索引。提供了一種既高效，又穩(wěn)定的索引方法。既提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性，又提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，使得用戶能夠更加快捷地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。
文檔編號(hào)G06F17/30GK102402602SQ20111036759
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者丁明偉 申請(qǐng)人:航天科工深圳(集團(tuán))有限公司