【数据结构】数据库索引（B树，B+树）简介

前言

仅做学习记录，侵删

一、什么是索引

索引是数据库表中的字段的索引，所谓的索引就是在表的字段上添加的，每个字段都可以添加索引来提高查找效率，也可以多个字段联合添加一个索引。

参考字典的实现，索引相当于字典的目录，通过目录缩小查找范围。

其本质是B 树， B+树

二、 什么是B树和B+树，二者的区别是什么？

B树（B-Tree）

B树是一种平衡的多路搜索树，它具有以下特点：

1. 节点结构：B树的每个节点可以有多个子节点，通常每个节点包含多个键值和多个指针，这些指针指向子节点。
2. 平衡性：B树是平衡的，这意味着从根节点到每个叶子节点的路径长度相同。
3. 键值分布：B树中的键值是有序的，并且每个节点中的键值会分布在所有子节点中。
4. 搜索效率：由于B树是平衡的，所以搜索效率很高，时间复杂度为O(log n)。
5. 插入和删除：在B树中插入和删除节点时，可能需要进行节点的分裂和合并操作以保持树的平衡。

B+树（B+-Tree）

B+树是B树的一种变体，它具有以下特点：

1. 节点结构：B+树的内部节点不存储数据，只存储键值和子节点指针。数据只存储在叶子节点中。
2. 非叶子节点：B+树的非叶子节点只存储键值和指向子节点的指针，不存储实际的数据。
3. 叶子节点链表：B+树的所有叶子节点是相互链接的，形成一个链表，这使得范围查询更加高效。
4. 查询效率：由于数据都存储在叶子节点，并且叶子节点之间是链表连接的，所以B+树在进行范围查询时非常高效。
5. 空间利用：B+树的非叶子节点不存储数据，因此可以存储更多的键值，提高了空间利用率。
6. 插入和删除：在B+树中插入和删除节点时，同样可能需要进行节点的分裂和合并操作。

B树和B+树的区别

1. 数据存储位置：B树的节点可以存储数据，而B+树的数据只存储在叶子节点。
2. 查询效率：B+树由于叶子节点之间的链表结构，使得范围查询更加高效。
3. 空间利用率：B+树的非叶子节点不存储数据，因此可以存储更多的键值，提高了空间利用率。
4. 插入和删除：B+树在插入和删除时，由于叶子节点是链表结构，操作可能更加简单。
5. 适用场景：B树适用于需要同时进行点查询和范围查询的场景，而B+树由于其高效的范围查询性能，更适合用于文件系统的索引和数据库索引。