C++实现简单索引：原理与应用

本文档深入讲解了C++中的索引实现，特别是针对文本文件管理的索引技术。首先，让我们理解什么是索引。索引是一个表格，其中包含了主题（键）列表和指向相应页面（引用字段）的数字，用于在不实际改变文件结构的情况下对文件内容进行有序管理和快速访问。 7.1 索引的实现 C++中的索引通常采用简单的结构数组表示，这些结构包含键值和引用地址。例如，`TextIndex`类是一个用于实现这种功能的类，它有以下几个关键成员： - `TextIndex(int maxKeys=100, int unique=1)`：构造函数，初始化最大键数（默认100），并设置是否允许唯一的键值（默认为1，即不允许重复键）。 - `~TextIndex()`：析构函数，用于清理内存。 - `int Insert(const char* key, int recAddr)`：插入一个新记录，键值和记录地址作为参数。 - `int Remove(const char* key)`：移除指定键值的记录。 - `int Search(const char* key) const`：按键查找记录，返回找到的引用地址或-1（未找到）。 - `void Print(ostream&) const`：将索引内容输出到流，如屏幕或文件。 - `protected` 成员变量： - `int MaxKeys`：最大存储键的数量。 - `int NumKeys`：当前索引中的键数量。 - `char** Keys`：存储键的动态数组。 - `int* RecAddrs`：存储对应键的记录地址。 - `int Find(const char* key) const`：查找键的内部辅助函数。 - `int Init(int maxKeys, int unique)`：初始化索引，根据输入参数设置容量和唯一性约束。 - `int Unique`：表示索引是否要求键值唯一。 索引的优势在于： - 它允许对文件内容进行逻辑上的排序，而无需物理移动数据。 - 解决了固定记录位置的问题，新增记录时操作更高效。 - 提供了多种访问路径，提高了文件的访问速度。 - 对于变长记录文件，提供了基于键的访问方式，方便检索特定信息。 7.2 简单的索引与顺序存储 对于索引的应用，一个常见的例子是使用“entry-sequenced file”，即记录按照它们被插入的顺序进行存储。这样，索引项本身就可以按照记录添加的顺序排列，使得搜索操作可以简单地通过遍历索引来完成，时间复杂度通常是O(n)，其中n是索引大小。然而，这并不适用于大型文件，因为随着文件增长，查询效率会降低。为了提高效率，通常会使用更复杂的数据结构，如B树或哈希表，来实现高效的查找，同时保持较高的插入和删除性能。 总结来说，这篇文档详细介绍了C++中如何通过`TextIndex`类实现索引，并强调了索引在文件管理中的关键作用，尤其是在提供有序访问、处理固定记录位置和优化记录操作性能等方面。后续可能会探讨更高级的索引技术和优化策略。