2-3树的增删操作

查找

将二叉查找树的查找算法一般化我们就能够直接得到2-3树的查找算法。要判断一个键是否在树中,我们先将它和根结点中的键比较。如果它和其中任意一个相等,查找命中;否则我们就根据比较的结果找到指向相应区间的连接,并在其指向的子树中递归地继续查找。如果这个是空链接,查找未命中。


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插入

向2-结点中插入新键

往2-3树中插入元素和往二叉查找树中插入元素一样,首先要进行查找,然后将节点挂到未找到的节点上。2-3树之所以能够保证在最差的情况下的效率的原因在于其插入之后仍然能够保持平衡状态。如果查找后未找到的节点是一个2-结点,那么很容易,我们只需要将新的元素放到这个2-结点里面使其变成一个3-结点即可。但是如果查找的节点结束于一个3-结点,那么可能有点麻烦。


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向一棵只含有一个3-结点的树中插入新键

假设2-3树只包含一个3-结点,这个结点有两个键,没有空间来插入第三个键了,最自然的方式是我们假设这个结点能存放三个元素,暂时使其变成一个4-结点,同时他包含四条链接。然后,我们将这个4-结点的中间元素提升,左边的键作为其左子结点,右边的键作为其右子结点。插入完成,变为平衡2-3查找树,树的高度从0变为1。


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向一个父结点为2-结点的3-结点中插入新键

和上面的情况一样一样,我们也可以将新的元素插入到3-结点中,使其成为一个临时的4-结点,然后,将该结点中的中间元素提升到父结点即2-结点中,使其父结点成为一个3-结点,然后将左右结点分别挂在这个3-结点的恰当位置。


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向一个父结点为3-结点的3-结点中插入新键

当我们插入的结点是3-结点的时候,我们将该结点拆分,中间元素提升至父结点,但是此时父结点是一个3-结点,插入之后,父结点变成了4-结点,然后继续将中间元素提升至其父结点,直至遇到一个父结点是2-结点,然后将其变为3-结点,不需要继续进行拆分。


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分解根结点

当插入结点到根结点的路径上全部是3-结点的时候,最终我们的根结点会编程一个临时的4-结点,此时,就需要将根结点拆分为两个2-结点,树的高度加1。


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