2013.12.24

* 实现2-3-4树

* 2-3-4树的查找效率与红-黑树接近，都是O(logN)；由于使用数组，存储空间浪费现象比较严重，大约有2/7；红-黑树是平衡树，几乎每个结点的子结点存储空间都被利用了，因此存储效率高。

* 测试用例在程序中的重要性

  测试用例要尽可能的覆盖到if条件语句的所有情况；本例中，要测试到结点分裂时从不同位置插入到父结点时的情况；

  用大量的random数据测试；100/1000；

  从上至下插入结点时，边寻找下一跳结点，边判断当前结点是否为满结点

* 若发现当前结点为满结点，有两种情况：

    1. 当前结点为根结点，执行split（）分裂之后，因为根结点分裂会产生一个新的根结点，所以不能通过node=prev回到上层结点，所以需要node=root；

    2. 当前结点不是根结点，执行split（）分裂之后，node=prev，回到上一层结点；

    若不回到上一层结点，会导致新插入的数据不能进入正确的位置；

* 对当前结点执行split（）分裂操作，有两种情况：

  1. 当前结点为根结点，新建两个结点；

  2. 当前结点不是根结点，则新建一个结点，当前结点的右侧结点转移到新建的结点上，当前结点的中间结点转移到父结点；

      插入到父结点时，会有5种情况：

      1） 父结点插入前只有一个结点，插入位置在唯一结点的左侧；

      2） 父结点插入前只有一个结点，插入位置在唯一结点的右侧；

      3） 父结点插入前有两个结点，插入位置在左侧结点的左侧；

      4） 父结点插入前有两个结点，插入位置在两个结点的中间；

      5） 父结点插入前有两个结点，插入位置在右侧结点的右侧；

     可以通过 

       for(int i=node.parent.current; i>ptr; i--) node.parent.nArr[i+1]=node.parent.nArr[i];

       node.parent.nArr[ptr+1]=newNode;  

     实现

* 2-3-4树@java/DataStructure/unit10

class Tree234{public Node root;public Tree234(){root=new Node();}public Tree234(Node root){this.root=root;}public DataItem find(DataItem data){Node node=root;while(node!=null){DataItem temp=node.findItem(data);if(temp!=null) return temp;else{boolean flag=false;for(int i=node.current-1; i>=0; i--){if(data.key>node.dArr[i].key){node=node.nArr[i+1];flag=true;break;}}if(flag==false) node=node.nArr[0];}}return null;}public void insert(DataItem data){Node node=root;Node prev=root;while(node!=null){if(node.current==3){if(node==root){split(node);node=root;}else{split(node);node=node.parent;}}else{boolean flag=false;prev=node;for(int i=node.current-1; i>=0; i--){if(data.key>=node.dArr[i].key){node=node.nArr[i+1];flag=true;break;}}if(flag==false) node=node.nArr[0];}}prev.insertItem(data);}public void split(Node node){if(node==root){Node newNode=new Node();Node newNode1=new Node();newNode.insertItem(node.removeItem(node.dArr[1]));newNode1.insertItem(node.removeItem(node.dArr[1]));newNode.nArr[0]=node;newNode.nArr[1]=newNode1;if(node.nArr[2]!=null) node.nArr[2].parent=newNode1;if(node.nArr[3]!=null) node.nArr[3].parent=newNode1;newNode1.nArr[0]=node.nArr[2];newNode1.nArr[1]=node.nArr[3];node.nArr[2]=null;node.nArr[3]=null;newNode1.parent=newNode;node.parent=newNode;root=newNode;}else{int ptr=0;while(node.parent.nArr[ptr]!=node){ptr++;if(ptr==4){node.parent.display();node.display();System.out.println("yes");}}Node newNode=new Node();for(int i=node.parent.current; i>ptr; i--) node.parent.nArr[i+1]=node.parent.nArr[i];/*if(node.parent.current==1 && ptr==0) node.parent.nArr[2]=node.parent.nArr[1];else if(node.parent.current==2 && ptr==0){node.parent.nArr[3]=node.parent.nArr[2];node.parent.nArr[2]=node.parent.nArr[1];}else if(node.parent.current==2 && ptr==1){node.parent.nArr[3]=node.parent.nArr[2];}*/node.parent.insertItem(node.removeItem(node.dArr[1]));newNode.insertItem(node.removeItem(node.dArr[1]));node.parent.nArr[ptr+1]=newNode;if(node.nArr[2]!=null) node.nArr[2].parent=newNode;if(node.nArr[3]!=null) node.nArr[3].parent=newNode;newNode.nArr[0]=node.nArr[2];newNode.nArr[1]=node.nArr[3];node.nArr[2]=null;node.nArr[3]=null;newNode.parent=node.parent;}}public void display(){displayNode(root);}private void displayNode(Node node){if(node==null) return;else{node.display();displayNode(node.nArr[0]);displayNode(node.nArr[1]);displayNode(node.nArr[2]);displayNode(node.nArr[3]);}}}class DataItem{public int key;public DataItem(){key=0;}public DataItem(int key){this.key=key;}public void display(){System.out.print("/"+key);}}class Node{public Node [] nArr;public DataItem [] dArr;public int current;public Node parent;public int counter;public Node(){nArr=new Node[4];for(int i=0; i<nArr.length; i++) nArr[i]=null;dArr=new DataItem[3];for(int i=0; i<dArr.length; i++) dArr[i]=new DataItem();current=0;parent=null;counter=0;}public DataItem findItem(DataItem data){for(int i=0; i<current; i++){if(dArr[i].key==data.key)return dArr[i];}return null;}public void insertItem(DataItem data){if(current==3){System.out.println("Full Node!");}else{int i;for(i=current-1; i>=0 && dArr[i].key>data.key; i--) dArr[i+1]=dArr[i];dArr[i+1]=data;current++;}}public DataItem removeItem(DataItem data){if(current==0){System.out.println("Empty Node!");return null;}else{int i=0;for(; i<current; i++){if(dArr[i].key==data.key)break;}if(i==current){System.out.println("Not Found!");return null;}else{DataItem temp=dArr[i];for(; i<current-1; i++)dArr[i]=dArr[i+1];current--;return temp;}}}public void display(){for(int i=0; i<current; i++){dArr[i].display();//if(++counter==4){//System.out.println();//counter=0;//}}System.out.println();}}