用java实现一个B+树
时间: 2023-08-12 20:33:04 浏览: 48
B+树是一种平衡树,广泛应用于数据库索引、文件系统等领域。下面是一个简单的Java实现:
```java
public class BPlusTree<K extends Comparable<K>, V> {
private int order; // B+树的阶数
private Node<K, V> root; // 根节点
public BPlusTree(int order) {
this.order = order;
root = new LeafNode<K, V>();
}
public void insert(K key, V value) {
root.insert(key, value);
}
public V search(K key) {
return root.search(key);
}
// 节点类
private abstract class Node<K extends Comparable<K>, V> {
protected List<K> keys; // 关键字列表
// 插入关键字和值
public abstract void insert(K key, V value);
// 根据关键字查找值
public abstract V search(K key);
}
// 叶子节点类
private class LeafNode<K extends Comparable<K>, V> extends Node<K, V> {
private List<V> values; // 值列表
public LeafNode() {
keys = new ArrayList<K>();
values = new ArrayList<V>();
}
public void insert(K key, V value) {
int i = Collections.binarySearch(keys, key);
if (i >= 0) {
values.set(i, value);
} else {
i = -i - 1;
keys.add(i, key);
values.add(i, value);
}
}
public V search(K key) {
int i = Collections.binarySearch(keys, key);
return i >= 0 ? values.get(i) : null;
}
}
// 内部节点类
private class InternalNode<K extends Comparable<K>, V> extends Node<K, V> {
private List<Node<K, V>> children; // 子节点列表
public InternalNode() {
keys = new ArrayList<K>();
children = new ArrayList<Node<K, V>>();
}
public void insert(K key, V value) {
int i = Collections.binarySearch(keys, key);
i = i >= 0 ? i + 1 : -i - 1;
Node<K, V> child = children.get(i);
child.insert(key, value);
if (child.keys.size() > order) {
Node<K, V> sibling = child.split();
keys.add(i, sibling.keys.get(0));
children.add(i + 1, sibling);
}
}
public V search(K key) {
int i = Collections.binarySearch(keys, key);
i = i >= 0 ? i + 1 : -i - 1;
return children.get(i).search(key);
}
}
// 分裂节点
private Node<K, V> split() {
InternalNode<K, V> sibling = new InternalNode<K, V>();
sibling.keys.addAll(keys.subList(order / 2, keys.size()));
sibling.children.addAll(children.subList(order / 2, children.size()));
keys.subList(order / 2, keys.size()).clear();
children.subList(order / 2, children.size()).clear();
return sibling;
}
}
```
该实现中,B+树被表示为一个根节点,根据key的类型,分为内部节点和叶子节点。内部节点包含key列表和子节点列表,叶子节点包含key列表和value列表。在插入时,如果叶子节点已经存在该key,则更新其value,否则将key和value插入到正确的位置。如果叶子节点的key数量超过了阶数,则进行分裂操作,将其中一半的key和value放到新的叶子节点中,并将新叶子节点的第一个key添加到父节点的key列表中。在搜索时,根据key的大小关系,递归查找到叶子节点并返回对应的value。