B树相关操作

来源：互联网发布：dcs 化工仿真软件编辑：程序博客网时间：2024/06/07 07:27

花了一个下午把书上的B树操作看明白了,又花了一天把代码憋出来…主要是操作比较复杂,需要注意的细节太多…至于删除操作,书上已经详细说明了过程…累啊
有一个不确定的地方是,不清楚如果重复数据有或者比较多的情况会怎么样

输入样例21F S Q K C L H T V W M R N P A B X Y D Z E 2M T

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define t 2 typedef struct Bnode{    int n;    int leaf;    char key[t*2-1];    struct Bnode *c[2*t];}Bnode;typedef struct Btree{    Bnode *root;}Btree;int Bcreate(Btree *T){    T->root=(Bnode *)malloc(sizeof(Bnode));    T->root->n=0;    T->root->leaf=1;    return 0;}int Bsplitchild(Bnode *x,int i){    Bnode *y,*z;    y=x->c[i];    z=(Bnode *)malloc(sizeof(Bnode));    z->leaf=y->leaf;    z->n=t-1;    for (int j=0;j<t-1;j++)        z->key[j]=y->key[t+j];    if (!z->leaf)/*尽量不要操作没有初始化的指针,养成良好的习惯还是很重要滴*/        for (int j=0;j<t;j++)            z->c[j]=y->c[j+t];    for (int j=x->n-1;j>=i;j--)        x->key[j+1]=x->key[j];    x->key[i]=y->key[t-1];    for (int j=x->n;j>i;j--)        x->c[j+1]=x->c[j];    x->c[i+1]=z;    x->n++;    y->n=t-1;    return 0;}int Binsert_nonfull(Bnode *x,char k){    if (x->leaf)    {        int i;        for (i=x->n-1;i>=0 && k<=x->key[i];i--)            x->key[i+1]=x->key[i];        i++;        x->key[i]=k;        x->n++;        return 0;    }    int i;    for (i=x->n-1;i>=0 && k<=x->key[i];i--);    i++;    if (x->c[i]->n==t*2-1)    {        Bsplitchild(x,i);        if (k>x->key[i])/*这里不要忘了*/            i++;    }    Binsert_nonfull(x->c[i],k);    return 0;}int Binsert(Btree *T,char k){    Bnode *root=T->root;    if (root->n==t*2-1)    {        Bnode *s;        s=(Bnode *)malloc(sizeof(Bnode));        s->n=0;        s->leaf=0;        s->c[0]=root;        T->root=s;        Bsplitchild(s,0);    }    Binsert_nonfull(T->root,k);    return 0;}Bnode *Bsearch(Bnode *x,char k,int *i){       int j;    int n=x->n;    for (j=n-1;j>=0 && k<=x->key[j];j--);    j++;    if (/*j>=0 && */j<n && k==x->key[j])    {        *i=j;        return x;    }    if (x->leaf)    {        *i=-1;        return NULL;    }    return Bsearch(x->c[j],k,i);}char successor(Bnode *x,int i)/*求内部节点的后继*/{    Bnode *tmp;    for (tmp=x->c[i+1];!tmp->leaf;tmp=tmp->c[0]);    return tmp->key[0];}char predecessor(Bnode *x,int i)/*求内部节点的前驱*/{    Bnode *tmp;    for (tmp=x->c[i];!tmp->leaf;tmp=tmp->c[tmp->n]);    return tmp->key[tmp->n-1];}int Bmerge(Btree *T,Bnode *x,int i)/*合并x.key[i]的左右两个孩子*/{    Bnode *y=x->c[i];    Bnode *z=x->c[i+1];    y->key[y->n]=x->key[i];    int j;    for (j=0;j<t-1;j++)        y->key[t+j]=z->key[j];    for (j=0;j<t;j++)        y->c[t+j]=z->c[j];    y->n=t*2-1;    free(z);    for (j=i;j<x->n-1;j++)        x->key[j]=x->key[j+1];    for (j=i+1;j<x->n;j++)        x->c[j]=x->c[j+1];    x->n--;    if (x->n==0)/*一定是内部节点*/    {        free(x);        T->root=y;    }    return 0;}int Bdelete(Btree *T,Bnode *x,char k)/*疑似有bug,当有重复元素时不知道会不会出错*/{    int i;    for (i=x->n-1;i>=0 && k<=x->key[i];i--);    i++;    if (x->leaf)/*情况1*/    {        int j;        for (j=i;j<x->n-1;j++)            x->key[j]=x->key[j+1];        x->n--;        return 0;    }    if (i<x->n && x->key[i]==k)        if (x->c[i]->n>=t)/*情况2a*/        {            char k1=predecessor(x,i);            x->key[i]=k1;            Bdelete(T,x->c[i],k1);/*如果有重复的元素,也不会出错*/        }        else            if (x->c[i+1]->n>=t)/*情况2b*/            {                char k1=successor(x,i);                x->key[i]=k1;                Bdelete(T,x->c[i+1],k1);            }            else/*情况2c*/            {                Bnode *y=x->c[i];                Bmerge(T,x,i);/*会删除空的非内部空节点*/                Bdelete(T,y,k);            }    else        if (x->c[i]->n>=t)/*情况3,但是可以直接递归*/            Bdelete(T,x->c[i],k);        else            if (i>0 && x->c[i-1]->n>=t)/*情况3a左*/            {                Bnode *y=x->c[i];                Bnode *z=x->c[i-1];                int j;                for (j=y->n-1;j>=0;j--)                    y->key[j+1]=y->key[j];                for (j=y->n;j>=0;j--)                    y->c[j+1]=y->c[j];                y->key[0]=x->key[i-1];/*细节啊,害我调试这么久*/                y->c[0]=z->c[z->n];                y->n++;                x->key[i-1]=z->key[z->n-1];/*这里也是!*/                z->n--;                Bdelete(T,y,k);            }            else                if (i<x->n && x->c[i+1]->n>=t)/*情况3a右,边界检查别忘了,虽然这里没有出错*/                {                    Bnode *y=x->c[i];                    Bnode *z=x->c[i+1];                    y->key[y->n]=x->key[i];                    y->c[y->n+1]=z->c[0];                    y->n++;                    x->key[i]=z->key[0];                    int j;                    for (j=0;j<z->n-1;j++)                        z->key[j]=z->key[j+1];                    for (j=0;j<z->n;j++)                        z->c[j]=z->c[j+1];                    z->n--;                    Bdelete(T,y,k);                }                else/*情况3b*/                {                    Bnode *y=x->c[i];                    Bmerge(T,x,i);                    Bdelete(T,y,k);                }    return 0;}int print(Bnode *x){    int i;    int n=x->n;    printf("(");    for (i=0;i<n-1;i++)        printf("%c ",x->key[i]);    if (n)        printf("%c",x->key[i]);    printf(")");    if (x->leaf)        return 0;    for (i=0;i<=n;i++)        print(x->c[i]);    return 0;}int main(void){    Btree T;    Bcreate(&T);    int n;    scanf("%d\n",&n);    for (int i=0;i<n;i++)    {        char k;        scanf("%c ",&k);        Binsert(&T,k);    }    print(T.root);    printf("\n");    scanf("%d\n",&n);    for (int i=0;i<n;i++)    {        char k;        int j;        scanf("%c ",&k);        if (Bsearch(T.root,k,&j))        {            printf("%c deleted!:",k);            Bdelete(&T,T.root,k);            print(T.root);            printf("\n");        }        else             printf("%c:not exist!\n",k);    }    printf("\n");    return 0;}

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