B ağacına yerleştirme

Bu eğitimde, bir btree'ye nasıl anahtar ekleneceğini öğreneceksiniz. Ayrıca, C, C ++, Java ve Python'da bir B ağacına anahtar eklemenin çalışma örneklerini bulacaksınız.

Bir B-ağacına bir eleman eklemek iki olaydan oluşur: elemanı eklemek için uygun düğümün aranması ve gerekirse düğümü bölmek. Yerleştirme işlemi her zaman aşağıdan yukarıya yaklaşımında gerçekleşir.

Aşağıda bu olayları anlayalım.

Yerleştirme İşlemi

  1. Ağaç boşsa, bir kök düğüm atayın ve anahtarı ekleyin.
  2. Düğümde izin verilen anahtar sayısını güncelleyin.
  3. Eklemek için uygun düğümü arayın.
  4. Düğüm doluysa, aşağıdaki adımları izleyin.
  5. Öğeleri artan sırayla ekleyin.
  6. Şimdi, sınırından daha büyük unsurlar var. Yani, medyandan bölün.
  7. Medyan anahtarı yukarı itin ve sol tuşları sol çocuk, sağ tuşları ise sağ çocuk yapın.
  8. Düğüm dolu değilse, aşağıdaki adımları izleyin.
  9. Düğümü artan sırayla ekleyin.

Ekleme Örneği

Aşağıdaki resimlerle yerleştirme işlemini anlayalım.

Eklenecek elemanlar 8, 9, 10, 11, 15, 16, 17, 18, 20, 23'tür.

Bir B ağacına eleman ekleme

Bir Eleman Ekleme Algoritması

 BreeInsertion(T, k) r root(T) if n(r) = 2t - 1 s = AllocateNode() root(T) = s leaf(s) = FALSE n(s) <- 0 c1(s) <- r BtreeSplitChild(s, 1, r) BtreeInsertNonFull(s, k) else BtreeInsertNonFull(r, k) BtreeInsertNonFull(x, k) i = n(x) if leaf(x) while i ≧ 1 and k < keyi(x) keyi+1 (x) = keyi(x) i = i - 1 keyi+1(x) = k n(x) = n(x) + 1 else while i ≧ 1 and k < keyi(x) i = i - 1 i = i + 1 if n(ci(x)) == 2t - 1 BtreeSplitChild(x, i, ci(x)) if k &rt; keyi(x) i = i + 1 BtreeInsertNonFull(ci(x), k) BtreeSplitChild(x, i) BtreeSplitChild(x, i, y) z = AllocateNode() leaf(z) = leaf(y) n(z) = t - 1 for j = 1 to t - 1 keyj(z) = keyj+t(y) if not leaf (y) for j = 1 to t cj(z) = cj + t(y) n(y) = t - 1 for j = n(x) + 1 to i + 1 cj+1(x) = cj(x) ci+1(x) = z for j = n(x) to i keyj+1(x) = keyj(x) keyi(x) = keyt(y) n(x) = n(x) + 1

Python, Java ve C / C ++ Örnekleri

Python Java C C ++ 
# Inserting a key on a B-tree in Python # Create a node class BTreeNode: def __init__(self, leaf=False): self.leaf = leaf self.keys = () self.child = () # Tree class BTree: def __init__(self, t): self.root = BTreeNode(True) self.t = t # Insert node def insert(self, k): root = self.root if len(root.keys) == (2 * self.t) - 1: temp = BTreeNode() self.root = temp temp.child.insert(0, root) self.split_child(temp, 0) self.insert_non_full(temp, k) else: self.insert_non_full(root, k) # Insert nonfull def insert_non_full(self, x, k): i = len(x.keys) - 1 if x.leaf: x.keys.append((None, None)) while i>= 0 and k(0)  = 0 and k(0)  x.keys(i)(0): i += 1 self.insert_non_full(x.child(i), k) # Split the child def split_child(self, x, i): t = self.t y = x.child(i) z = BTreeNode(y.leaf) x.child.insert(i + 1, z) x.keys.insert(i, y.keys(t - 1)) z.keys = y.keys(t: (2 * t) - 1) y.keys = y.keys(0: t - 1) if not y.leaf: z.child = y.child(t: 2 * t) y.child = y.child(0: t - 1) # Print the tree def print_tree(self, x, l=0): print("Level ", l, " ", len(x.keys), end=":") for i in x.keys: print(i, end=" ") print() l += 1 if len(x.child)> 0: for i in x.child: self.print_tree(i, l) def main(): B = BTree(3) for i in range(10): B.insert((i, 2 * i)) B.print_tree(B.root) if __name__ == '__main__': main()  
// Inserting a key on a B-tree in Java public class BTree ( private int T; // Node Creation public class Node ( int n; int key() = new int(2 * T - 1); Node child() = new Node(2 * T); boolean leaf = true; public int Find(int k) ( for (int i = 0; i < this.n; i++) ( if (this.key(i) == k) ( return i; ) ) return -1; ); ) public BTree(int t) ( T = t; root = new Node(); root.n = 0; root.leaf = true; ) private Node root; // split private void split(Node x, int pos, Node y) ( Node z = new Node(); z.leaf = y.leaf; z.n = T - 1; for (int j = 0; j < T - 1; j++) ( z.key(j) = y.key(j + T); ) if (!y.leaf) ( for (int j = 0; j = pos + 1; j--) ( x.child(j + 1) = x.child(j); ) x.child(pos + 1) = z; for (int j = x.n - 1; j>= pos; j--) ( x.key(j + 1) = x.key(j); ) x.key(pos) = y.key(T - 1); x.n = x.n + 1; ) // insert key public void insert(final int key) ( Node r = root; if (r.n == 2 * T - 1) ( Node s = new Node(); root = s; s.leaf = false; s.n = 0; s.child(0) = r; split(s, 0, r); _insert(s, key); ) else ( _insert(r, key); ) ) // insert node final private void _insert(Node x, int k) ( if (x.leaf) ( int i = 0; for (i = x.n - 1; i>= 0 && k  = 0 && k x.key(i)) ( i++; ) ) _insert(x.child(i), k); ) ) public void display() ( display(root); ) // Display the tree private void display(Node x) ( assert (x == null); for (int i = 0; i < x.n; i++) ( System.out.print(x.key(i) + " "); ) if (!x.leaf) ( for (int i = 0; i < x.n + 1; i++) ( display(x.child(i)); ) ) ) public static void main(String() args) ( BTree b = new BTree(3); b.insert(8); b.insert(9); b.insert(10); b.insert(11); b.insert(15); b.insert(20); b.insert(17); b.display(); ) ) 
// insertioning a key on a B-tree in C #include #include #define MAX 3 #define MIN 2 struct btreeNode ( int item(MAX + 1), count; struct btreeNode *link(MAX + 1); ); struct btreeNode *root; // Node creation struct btreeNode *createNode(int item, struct btreeNode *child) ( struct btreeNode *newNode; newNode = (struct btreeNode *)malloc(sizeof(struct btreeNode)); newNode->item(1) = item; newNode->count = 1; newNode->link(0) = root; newNode->link(1) = child; return newNode; ) // Insert void insertValue(int item, int pos, struct btreeNode *node, struct btreeNode *child) ( int j = node->count; while (j> pos) ( node->item(j + 1) = node->item(j); node->link(j + 1) = node->link(j); j--; ) node->item(j + 1) = item; node->link(j + 1) = child; node->count++; ) // Split node void splitNode(int item, int *pval, int pos, struct btreeNode *node, struct btreeNode *child, struct btreeNode **newNode) ( int median, j; if (pos> MIN) median = MIN + 1; else median = MIN; *newNode = (struct btreeNode *)malloc(sizeof(struct btreeNode)); j = median + 1; while (j item(j - median) = node->item(j); (*newNode)->link(j - median) = node->link(j); j++; ) node->count = median; (*newNode)->count = MAX - median; if (pos item(node->count); (*newNode)->link(0) = node->link(node->count); node->count--; ) // Set the value of node int setNodeValue(int item, int *pval, struct btreeNode *node, struct btreeNode **child) ( int pos; if (!node) ( *pval = item; *child = NULL; return 1; ) if (item item(1)) ( pos = 0; ) else ( for (pos = node->count; (item item(pos) && pos> 1); pos--) ; if (item == node->item(pos)) ( printf("Duplicates not allowed"); return 0; ) ) if (setNodeValue(item, pval, node->link(pos), child)) ( if (node->count link(pos); for (; dummy->link(0) != NULL;) dummy = dummy->link(0); myNode->item(pos) = dummy->item(1); ) // Do rightshift void rightShift(struct btreeNode *myNode, int pos) ( struct btreeNode *x = myNode->link(pos); int j = x->count; while (j> 0) ( x->item(j + 1) = x->item(j); x->link(j + 1) = x->link(j); ) x->item(1) = myNode->item(pos); x->link(1) = x->link(0); x->count++; x = myNode->link(pos - 1); myNode->item(pos) = x->item(x->count); myNode->link(pos) = x->link(x->count); x->count--; return; ) // Do leftshift void leftShift(struct btreeNode *myNode, int pos) ( int j = 1; struct btreeNode *x = myNode->link(pos - 1); x->count++; x->item(x->count) = myNode->item(pos); x->link(x->count) = myNode->link(pos)->link(0); x = myNode->link(pos); myNode->item(pos) = x->item(1); x->link(0) = x->link(1); x->count--; while (j count) ( x->item(j) = x->item(j + 1); x->link(j) = x->link(j + 1); j++; ) return; ) // Merge the nodes void mergeNodes(struct btreeNode *myNode, int pos) ( int j = 1; struct btreeNode *x1 = myNode->link(pos), *x2 = myNode->link(pos - 1); x2->count++; x2->item(x2->count) = myNode->item(pos); x2->link(x2->count) = myNode->link(0); while (j count) ( x2->count++; x2->item(x2->count) = x1->item(j); x2->link(x2->count) = x1->link(j); j++; ) j = pos; while (j count) ( myNode->item(j) = myNode->item(j + 1); myNode->link(j) = myNode->link(j + 1); j++; ) myNode->count--; free(x1); ) // Adjust the node void adjustNode(struct btreeNode *myNode, int pos) ( if (!pos) ( if (myNode->link(1)->count> MIN) ( leftShift(myNode, 1); ) else ( mergeNodes(myNode, 1); ) ) else ( if (myNode->count != pos) ( if (myNode->link(pos - 1)->count> MIN) ( rightShift(myNode, pos); ) else ( if (myNode->link(pos + 1)->count> MIN) ( leftShift(myNode, pos + 1); ) else ( mergeNodes(myNode, pos); ) ) ) else ( if (myNode->link(pos - 1)->count> MIN) rightShift(myNode, pos); else mergeNodes(myNode, pos); ) ) ) // Traverse the tree void traversal(struct btreeNode *myNode) ( int i; if (myNode) ( for (i = 0; i count; i++) ( traversal(myNode->link(i)); printf("%d ", myNode->item(i + 1)); ) traversal(myNode->link(i)); ) ) int main() ( int item, ch; insertion(8); insertion(9); insertion(10); insertion(11); insertion(15); insertion(16); insertion(17); insertion(18); insertion(20); insertion(23); traversal(root); )
// Inserting a key on a B-tree in C++ #include using namespace std; class Node ( int *keys; int t; Node **C; int n; bool leaf; public: Node(int _t, bool _leaf); void insertNonFull(int k); void splitChild(int i, Node *y); void traverse(); friend class BTree; ); class BTree ( Node *root; int t; public: BTree(int _t) ( root = NULL; t = _t; ) void traverse() ( if (root != NULL) root->traverse(); ) void insert(int k); ); Node::Node(int t1, bool leaf1) ( t = t1; leaf = leaf1; keys = new int(2 * t - 1); C = new Node *(2 * t); n = 0; ) // Traverse the nodes void Node::traverse() ( int i; for (i = 0; i traverse(); cout << " " 
 keys(0) = k; root->n = 1; ) else ( if (root->n == 2 * t - 1) ( Node *s = new Node(t, false); s->C(0) = root; s->splitChild(0, root); int i = 0; if (s->keys(0) C(i)->insertNonFull(k); root = s; ) else root->insertNonFull(k); ) ) // Insert non full condition void Node::insertNonFull(int k) ( int i = n - 1; if (leaf == true) ( while (i>= 0 && keys(i)> k) ( keys(i + 1) = keys(i); i--; ) keys(i + 1) = k; n = n + 1; ) else ( while (i>= 0 && keys(i)> k) i--; if (C(i + 1)->n == 2 * t - 1) ( splitChild(i + 1, C(i + 1)); if (keys(i + 1) insertNonFull(k); ) ) // split the child void Node::splitChild(int i, Node *y) ( Node *z = new Node(y->t, y->leaf); z->n = t - 1; for (int j = 0; j keys(j) = y->keys(j + t); if (y->leaf == false) ( for (int j = 0; j C(j) = y->C(j + t); ) y->n = t - 1; for (int j = n; j>= i + 1; j--) C(j + 1) = C(j); C(i + 1) = z; for (int j = n - 1; j>= i; j--) keys(j + 1) = keys(j); keys(i) = y->keys(t - 1); n = n + 1; ) int main() ( BTree t(3); t.insert(8); t.insert(9); t.insert(10); t.insert(11); t.insert(15); t.insert(16); t.insert(17); t.insert(18); t.insert(20); t.insert(23); cout << "The B-tree is: "; t.traverse(); )

Ilginç makaleler...