B-树，B+树，B*树详解

B-树

B-树是一种多路搜索树（并不必定是二叉的）

1970年，R.Bayer和E.mccreight提出了一种适用于外查找的树，它是一种平衡的多叉树，称为B树（或B-树、B_树）。

一棵m阶B树(balanced tree of order m)是一棵平衡的m路搜索树。它或者是空树，或者是知足下列性质的树：

一、根结点至少有两个子女；

二、每一个非根节点所包含的关键字个数 j 知足：┌m/2┐ - 1 <= j <= m - 1；

三、除根结点之外的全部结点（不包括叶子结点）的度数正好是关键字总数加1，故内部子树个数 k 知足：┌m/2┐ <= k <= m ；

四、全部的叶子结点都位于同一层。

特色：

是一种多路搜索树（并非二叉的）：

1.定义任意非叶子结点最多只有M个儿子；且M>2；

2.根结点的儿子数为[2, M]；

3.除根结点之外的非叶子结点的儿子数为[M/2, M]；

4.每一个结点存放至少M/2-1（取上整）和至多M-1个关键字；（至少2个关键字）

5.非叶子结点的关键字个数=指向儿子的指针个数-1；

6.非叶子结点的关键字：K[1], K[2], …, K[M-1]；且K[i] < K[i+1]；

7.非叶子结点的指针：P[1], P[2], …, P[M]；其中P[1]指向关键字小于K[1]的

子树，P[M]指向关键字大于K[M-1]的子树，其它P[i]指向关键字属于(K[i-1], K[i])的子树；

8.全部叶子结点位于同一层；

如：（M=3）

B-树的搜索，从根结点开始，对结点内的关键字（有序）序列进行二分查找，若是

命中则结束，不然进入查询关键字所属范围的儿子结点；重复，直到所对应的儿子指针为

空，或已是叶子结点；

B-树的特性：

1.关键字集合分布在整颗树中；

2.任何一个关键字出现且只出如今一个结点中；

3.搜索有可能在非叶子结点结束；

4.其搜索性能等价于在关键字全集内作一次二分查找；

5.自动层次控制；

B+树

B+ 树是一种树数据结构，是一个n叉树，每一个节点一般有多个孩子，一棵B+树包含根节点、内部节点和叶子节点。根节点多是一个叶子节点，也多是一个包含两个或两个以上孩子节点的节点。

用途：

B+ 树一般用于数据库和操做系统的文件系统中。NTFS, ReiserFS, NSS, XFS, JFS, ReFS 和BFS等文件系统都在使用B+树做为元数据索引。B+ 树的特色是可以保持数据稳定有序，其插入与修改拥有较稳定的对数时间复杂度。B+ 树元素自底向上插入。

B+树的定义

B+树是应文件系统所需而出的一种B-树的变型树。一棵m阶的B+树和m阶的B-树的差别在于：

1.有n棵子树的结点中含有n个关键字，每一个关键字不保存数据，只用来索引，全部数据都保存在叶子节点。

2.全部的叶子结点中包含了所有关键字的信息，及指向含这些关键字记录的指针，且叶子结点自己依关键字的大小自小而大顺序连接。

3.全部的非终端结点能够当作是索引部分，结点中仅含其子树（根结点）中的最大（或最小）关键字。 
一般在B+树上有两个头指针，一个指向根结点，一个指向关键字最小的叶子结点。

B+树是B-树的变体，也是一种多路搜索树：

1.其定义基本与B-树同，除了：

2.非叶子结点的子树指针与关键字个数相同；

3.非叶子结点的子树指针P[i]，指向关键字值属于[K[i], K[i+1])的子树

（B-树是开区间）；

5.为全部叶子结点增长一个链指针；

6.全部关键字都在叶子结点出现；

如：（M=3）

 
B+的搜索与B-树也基本相同，区别是B+树只有达到叶子结点才命中（B-树能够在

非叶子结点命中），其性能也等价于在关键字全集作一次二分查找；

B+的特性：

1.全部关键字都出如今叶子结点的链表中（稠密索引），且链表中的关键字刚好

是有序的；

2.不可能在非叶子结点命中；

3.非叶子结点至关因而叶子结点的索引（稀疏索引），叶子结点至关因而存储

（关键字）数据的数据层；

4.更适合文件索引系统；

B*树：

是B+树的变体，在B+树的非根和非叶子结点再增长指向兄弟的指针；

B*树定义了非叶子结点关键字个数至少为(2/3)*M，即块的最低使用率为2/3

（代替B+树的1/2）；

B+树的分裂：当一个结点满时，分配一个新的结点，并将原结点中1/2的数据

复制到新结点，最后在父结点中增长新结点的指针；B+树的分裂只影响原结点和父

结点，而不会影响兄弟结点，因此它不须要指向兄弟的指针；

B*树的分裂：当一个结点满时，若是它的下一个兄弟结点未满，那么将一部分

数据移到兄弟结点中，再在原结点插入关键字，最后修改父结点中兄弟结点的关键字

（由于兄弟结点的关键字范围改变了）；若是兄弟也满了，则在原结点与兄弟结点之

间增长新结点，并各复制1/3的数据到新结点，最后在父结点增长新结点的指针；

因此，B*树分配新结点的几率比B+树要低，空间使用率更高；

小结：

B-树：

多路搜索树，每一个结点存储M/2到M个关键字，非叶子结点存储指向关键

字范围的子结点；

全部关键字在整颗树中出现，且只出现一次，非叶子结点能够命中；

B+树：

在B-树基础上，为叶子结点增长链表指针，全部关键字都在叶子结点

中出现，非叶子结点做为叶子结点的索引；B+树老是到叶子结点才命中；

B*树：

在B+树基础上，为非叶子结点也增长链表指针，将结点的最低利用率

从1/2提升到2/3；

 

参考： 
http://baike.baidu.com/view/2228473.htm 
http://baike.baidu.com/subview/1168762/1168762.htm 
http://www.cnblogs.com/oldhorse/archive/2009/11/16/1604009.html