在一棵高度为h的B树中插入一个新关键字时,为查找插入位置需读取()个结点 阅读下列说明、图和C代码。 [说明5-1] B树是一种多叉平衡查找树。一棵m阶的B树,或为空树,或为满足下列特性的m叉树: ①树中每个结点最多有m棵子树; ②若根结点不是叶子结点,则它至少有两棵子树; ⑧除根之外的所有非叶子结点至少有[m/2]棵子树; ④所有的非叶子结点中包含下列数据信息: (n,A0,K1,A1,K2,A2, …,Kn,An)其中:Ki(i=1,2,…,n)为关键字,且Ki<Ki+1(i=1,2,…,n-1);Ai(i=0,1,…,n)为指向子树根结点的指针,且指针Ai-1,所指子树中所有结点的关键字均小于Ki,Ai+1,所指子树中所有结点的关键字均大于Ki,n为结点中关键字的数目。 ⑤所有的叶子结点都出现在同一层次上,并且不带信息(可以看作是外部结点或查找失败的结点,实际上这些结点不存在,指向这些结点的指针为空)。 例如,一棵4阶B树如下图所示(结点中关键字的数目省略)。
B树的阶M、bool类型、关键字类型及B树结点的定义如下: define M 4 /*B树的阶*/ typedef enum {FALSE=0,TRUE=1}bool; typedef int ElemKeyType; typedef struct BTreeNode { int numkeys; /*结点中关键字的数日*/ struct BTreeNode*parent; /*指向父结点的指针,树根的父结点指针为空*/ struct BTreeNode *A[M]; /*指向子树结点的指针数组*/ ElemKeyType K[M]; /*存储关键字的数组,K[0]闲置不用*/ }BTreeNode; 函数SearchBtree(BTreeNode*root,ElemKcyTypeakey,BTreeNode:*pb)的功能是:在给定的一棵M阶B树中查找关键字akey所在结点,若找到则返回TRUE,否则返回 FALSE。其中,root是指向该M阶B树根结点的指针,参数ptr返回akey所在结点的指针,若akey不在该B树中,则ptr返回查找失败时空指针所在结点的指针。例如,在上图所示的4阶B树中查找关键字25时,ptr返回指向结点e的指针。 注;在结点中查找关键字akey时采用二分法。 [函数5-1] bool SearchBtree(BTreeNode* root, ElemKeyType akey, BTreeNode ptr) { int lw, hi, mid; BTreeNode*p = root; *ptr = NULL; while (p ) { 1w = 1; hi=(1); while (1w <= hi) { mid = (1w + hi)/2; if (p -> K[mid] == akey) { *ptr = p; return TRUE; } else if ((2)) hi=mid – 1; else 1w = mid + 1; } *ptr = p; p = (3); } return FALSE; } [说明5-2] 在M阶B树中插入一个关键字时,首先在最接近外部结点的某个非叶子结点中增加一个关键字,若该结点中关键字的个数不超过M-1,则完成插入;否则,要进行结点的“分裂”处理。所谓“分裂”,就是把结点中处于中间位置上的关键字取出来并插入其父结点中,然后以该关键字为分界线,把原结点分成两个结点。“分裂”过程可能会一直持续到树根,若树根结点也需要分裂,则整棵树的高度增加1。 例如,在上图所示的B树中插入关键字25时,需将其插入结点e中。由于e中已经有3个关键字,因此将关键字24插入结点e的父结点b,并以24为分界线将结点e分裂为e1和e2两个结点,结果如下图所示。
函数Isgrowing(BTreeNode*root,ElemKeyTypeakey)的功能是:判断在给定的M阶B树中插入关键字akey后,该B树的高度是否增加,若增加则返回TRUE,否则返回FALSE。其中,root是指向该M阶B树根结点的指针。 在函数Isgrwing中,首先调用函数SearchBtree(即函数5-1)查找关键字akey是否在给定的M阶B树中,若在,则返回FALSE(表明无需插入关键字akey,树的高度不会增加);否则,通过判断结点中关键字的数目考查插入关键字akey后该B树的高度是否增加。 [函数5-2] bool Isgrowing(BTreeNode* root, ElernKeyType akey) { BTreeNode *t, *f; if(!SearchBtree((4) )
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