从空树开始,使用关键字序列:a,g,h,b,k,d,h,m,j,e,s,i,r,x,建立: (1)4阶B-树 (2)5阶B-树,画图表示
时间: 2023-07-14 07:14:00 浏览: 126
我们先来回顾一下B树的定义和性质:
B树是一种平衡的多路搜索树,它的每个节点最多包含k个孩子,k被称为B树的阶。除根节点和叶子节点外,其它每个节点至少有$\lceil k/2 \rceil$个孩子。如果根节点不是叶子节点,则至少有两个孩子。
对于一个非叶子节点,其包含k-1个关键字,并且以升序排列。对于节点中第i个关键字,它的左子树中所有关键字都小于该关键字,它的右子树中所有关键字都大于该关键字。叶子节点是对所有关键字从小到大顺序排列的。
B树的高度与节点数之间具有对数关系,因此B树的查找、插入和删除操作的时间复杂度都是O(log n)。
接下来我们分别构建4阶和5阶B-树。
1. 4阶B-树
首先将关键字序列按照升序排列:
a, b, d, e, g, h, h, i, j, k, m, r, s, x
按照B树的定义,根节点至少有两个孩子,因此我们先将a和g作为根节点的两个孩子:
```
[a,g]
```
接着,我们将关键字序列中的h插入到根节点中,此时根节点上有三个关键字。
```
[a,g,h]
```
由于4阶B树的定义,每个节点最多包含4个孩子。因此,我们需要将根节点分裂成两个节点,每个节点包含两个关键字和三个孩子。
```
[g] [a,h]
```
现在,我们将剩下的关键字插入到B树中。首先插入b,由于b小于g,因此将其插入到g的左子树中。
```
[g] [a,h]
/ \ / | \
[b] ... ... ... ...
```
接着,我们插入k,由于k大于h,因此将其插入到a,h的右子树中。
```
[g] [a,h,k]
/ \ / | \
[b] ... ... ... ...
```
接下来,我们插入d、h、m、j、e、s、i和r。最终,4阶B树的结构如下:
```
[h]
/ | \
[d] [j] [m]
/ \ | / | \
[b] [e][g][i][r][s]
| | |
[a] [h] [k]
```
2. 5阶B-树
同样地,我们先将关键字序列按照升序排列:
a, b, d, e, g, h, h, i, j, k, m, r, s, x
将a和g作为根节点的两个孩子:
```
[a,g]
```
插入h:
```
[a,g,h]
```
由于5阶B树的定义,每个节点最多包含5个孩子。因此,我们不需要对根节点进行分裂,而是将h插入到根节点的右侧。
```
[a,g] [h]
/ | \
... ... ...
```
插入b:
```
[a,g] [h]
/ \ / | \
[b] ... ... ... ...
```
插入k:
```
[a,g] [h,k]
/ \ / | \
[b] ... ... ... ...
```
插入d、h、m、j、e、s、i和r。最终,5阶B树的结构如下:
```
[h]
/ | \
[d,h] [j] [m]
/ | \ / | \ / | \
[a,b] [e][g,i][r][s,x][k]
```