B树、B 树的区别及MySQL为何选择B 树
1. B树和B 树的定义
B树和B 树都是一种多路搜索树,常用于数据库和文件系统中进行索引操作。在介绍B树和B 树的区别之前,先来了解一下它们的定义。
B树
B树是一种平衡查找树,其每个节点最多包含k个孩子,k称为B树的阶。除根节点和叶子节点外,其它每个节点至少有ceil(k/2)个孩子,即一个节点可以拥有的关键字数在ceil(k/2)和k之间。B树满足以下条件:
- 根节点至少有两个孩子。
- 每个节点最多有k个孩子。
- 除根节点和叶子节点外,其它每个节点至少有ceil(k/2)个孩子。
- 所有叶子节点都在同一层。
B 树
B 树也是一种多路搜索树,与B树相似,但在B 树中,所有的数据都存储在叶子节点中,而非在非叶子节点中。B 树满足以下条件:
- 所有关键字都出现在叶子节点的链表中,且链表中的关键字恰好是有序的。
- 所有的非叶子节点可以看做是索引部分,节点中仅包含子树中的最大(或最小)关键字。
2. B树和B 树的区别
B树和B 树虽然都是多路搜索树,但它们的区别还是比较明显的。
存储结构
B树的非叶子节点中既包含索引,也包含数据,而B 树的非叶子节点中只包含索引,数据都存储在叶子节点中。这意味着B 树的磁盘I/O操作更少,因为在查询时不需要遍历非叶子节点。
叶子节点
在B树中,每个节点都有指向孩子节点的指针;而在B 树中,只有叶子节点有指针,叶子节点之间通过指针连接起来,形成一个有序链表。
查询性能
B 树的查询性能更优,因为B 树的数据都存储在叶子节点中,而B树的数据既可能存储在非叶子节点中,也可能存储在叶子节点中。B 树在查询时只需要遍历一次叶子节点即可得到查询结果,而B树则需要遍历非叶子节点和叶子节点,效率相对较低。
3. MySQL为什么选择B 树
在MySQL中,索引是用来加速数据查询的,因此索引的设计非常重要。MySQL采用的是B 树作为索引的数据结构,原因如下:
- B 树的查询性能更好,因为数据都存储在叶子节点中,查询时只需要遍历一次叶子节点即可得到查询结果。
- B 树的叶子节点之间通过指针连接起来,形成一个有序链表,方便范围查询和排序操作。
- B 树的非叶子节点中只包含索引,因此占用的空间更小,可以存储更多的索引信息。
- B 树的阶可以自由调整,可以根据实际情况进行调整,灵活性更高。