Struktur data asas seperti pokok merah-hitam, B Tree dan B+Tree dalam bahasa Go

Dengan kemunculan era data besar, pemprosesan dan penyimpanan data telah menjadi masalah yang tidak dapat dielakkan dalam bidang komputer. Dalam hal ini, pengoptimuman struktur data dan algoritma menjadi sangat penting. Artikel ini akan memperkenalkan beberapa struktur data asas yang biasa digunakan dalam bahasa Go-pepohon merah-hitam, B Tree, B+Tree.

Pokok merah-hitam

Pokok merah-hitam ialah pokok carian binari pengimbangan diri. Cirinya ialah ia menggunakan dua nod dengan warna hitam dan merah sebagai struktur pokok Susunan nod hitam dan nod merah mesti memenuhi lima sifat pokok merah-hitam:

1. Setiap nod mempunyai warna, atau sama ada merah. atau hitam.
2. Nod akar berwarna hitam.
3. Setiap nod daun (NULL nod) berwarna hitam.
4. Jika nod berwarna merah, nod anaknya mestilah hitam.
5. Semua laluan daripada nod kepada semua keturunan nod itu mengandungi bilangan nod hitam yang sama.

Kerumitan masa untuk memasukkan, memadam dan mencari elemen dalam pokok merah-hitam ialah O(log n), jadi pokok merah-hitam ialah salah satu struktur data asas yang paling banyak digunakan. Dalam bahasa Go, anda boleh menggunakan pokok dalam pustaka kontena untuk melaksanakan pokok merah-hitam.

B Tree

B Tree ialah pokok carian seimbang pelbagai hala dan struktur pokok pengimbangan diri, yang boleh mengekalkan keseimbangan pokok secara automatik. B Tree menyimpan berbilang maklumat dalam nod, dan setiap nod menyimpan nilai kunci dan pautan ke nod akar subpokoknya. B Tree mempunyai ciri-ciri berikut:

1. Setiap nod boleh menyimpan berbilang elemen, bukan hanya satu elemen.
2. Semua cawangan nod mempunyai nombor yang sama.
3. Semua nod daun berada pada satu lapisan.
4. Kecuali nod akar, setiap nod mempunyai sekurang-kurangnya M/2 anak dan paling banyak M anak.
5. Setiap nod membahagikan julat kepada blok M melalui kekunci Setiap blok menyimpan penunjuk kepada kanak-kanak, dan elemen disimpan dalam blok M-1 yang pertama.
6. Semua nod daun berada pada tahap yang sama.

B Tree boleh mengurangkan bilangan capaian cakera dan meningkatkan kecekapan pengambilan data melalui berbilang elemen dalam nod, dan digunakan secara meluas dalam penggunaan sebenar.

B+ Tree

B+ Tree ialah varian B Tree, yang terutamanya mengoptimumkan bilangan cakera I/O membaca dan menulis B Tree. Ia berbeza daripada B Tree kerana nod perantaraan B+ Tree hanya menyimpan kunci, bukan nilai, dan semua nilai disimpan dalam nod daun. Nod daun kekal bersambung dan dalam susunan utama, menjadikan pertanyaan berasaskan julat mudah dilaksanakan. B+ Tree mempunyai ciri-ciri berikut:

1. Elemen yang disimpan dalam semua nod hanya wujud dalam nod daun.
2. Semua nod daun berada pada lapisan yang sama.
3. Setiap nod boleh menyimpan lebih banyak elemen.
4. Nod perantaraan hanya menyimpan kunci, tiada nilai.
5. Elemen dalam semua nod daun mengekalkan susunan storan, dan setiap nod daun kekal bersambung melalui rantai penunjuk.
6. Elemen dalam semua nod daun adalah bersebelahan dan mempunyai nilai rapat.

Memandangkan nod perantaraan B+ Tree hanya menyimpan kunci, bukan nilai, bilangan akses cakera boleh dikurangkan dan nod perantaraan boleh dilangkau terus apabila mengakses cakera, meningkatkan kecekapan pengambilan data.

Dengan memperkenalkan beberapa struktur data asas yang biasa digunakan seperti pokok merah-hitam, B Tree, B+ Tree, dsb., pengaturcara dalam bahasa Go boleh lebih memahami dan menggunakan pelbagai struktur data dalam pembangunan sebenar, dan meningkatkan kecekapan berjalan program .

Atas ialah kandungan terperinci Struktur data asas seperti pokok merah-hitam, B Tree dan B+Tree dalam bahasa Go. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!