自己实现基于key-value的NoSQL数据库(三)—— B+树和Hash算法

前一篇文章中,效率成了很关键的问题,比较数据库还是需要能高效查找数据才行

那么如何解决查找问题呢?一个很好的办法是使用B+树,关于B+树就不做多的介绍了,网上有很多
这里只贴出定义

B-树

是一种多路搜索树(并不是二叉的):  
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.除根结点以外的非叶子结点的儿子数为[M/2, M];  
4.每个结点存放至少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.所有叶子结点位于同一层;  
如:(M=3)  

B+树

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.为所有叶子结点增加一个链指针;  
6.所有关键字都在叶子结点出现;  

至于实现,给出一个连接可以看看 https://github.com/begeekmyfriend/bplustree
然后数据库的键是字符串型的,如果转换出数字呢?答案是用hash算法,网上也有很多经典的实现
这里给出Bizzard公司的经典算法(采用了部分,不是全部)

#pragma once  
  
#include <string>  
  
unsigned long cryptTable[0x500];  
  
void prepareCryptTable()  
{  
    unsigned long seed = 0x00100001, index1 = 0, index2 = 0, i;  
  
    for (index1 = 0; index1 < 0x100; index1++)  
    {  
        for (index2 = index1, i = 0; i < 5; i++, index2 += 0x100)  
        {  
            unsigned long temp1, temp2;  
            seed = (seed * 125 + 3) % 0x2AAAAB;  
            temp1 = (seed & 0xFFFF) << 0x10;  
            seed = (seed * 125 + 3) % 0x2AAAAB;  
            temp2 = (seed & 0xFFFF);  
            cryptTable[index2] = (temp1 | temp2);  
        }  
    }  
}  
  
unsigned long HashString(const std::string& key, unsigned long dwHashType)  
{  
    unsigned char *ckey = (unsigned char *)key.c_str();  
    unsigned long seed1 = 0x7FED7FED, seed2 = 0xEEEEEEEE;  
    int ch;  
    while (*ckey != 0)  
    {  
        ch = toupper(*ckey++);  
        seed1 = cryptTable[(dwHashType << 8) + ch] ^ (seed1 + seed2);  
        seed2 = ch + seed1 + seed2 + (seed2 << 5) + 3;  
    }  
    return seed1;  
}  

暴雪的源码中是用了三次hash值来决定一个数据的,数据冲突的几率是1: 18889465931478580854784几乎不可能出现
而我们这里由于纯粹的学习原理而已,所以采用一次就行了

接下来就是要把这两个算法整合进数据库中,用来代替以前的搜索算法
需要对算法进行一定的修改

在下一张章中实现

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