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文章目录
- 介绍
- B树的特点
- B+树的特点
- 数据库为什么使用B+树而不是B树做索引
介绍
B树和B+树是数据库索引结构中常用的两种树型数据结构。它们相似但又有一些不同之处，本文将分别介绍B树和B+树的特点，并解释为什么数据库更倾向于使用B+树而不是B树来做索引。
B树的特点
B树是一种平衡多路搜索树，适用于磁盘等外存储设备。它具有以下特点：
- 多路搜索：B树的每个节点可以存储多个关键字和对应的指针，这使得B树能够同时处理大量的关键字。
- 平衡性：B树的所有叶子节点都在同一层级上，树的高度相对较小，保证了查询的效率并减少了磁盘I/O的次数。
- 自动调整：当插入或删除关键字时，B树会自动进行调整以保持平衡状态，从而提高维护性能。
- 无需全树搜索：由于B树的平衡性，可以通过比较少量的节点来定位目标关键字，而不需要搜索整棵树，这大大提高了查询效率。
下面是一个示例的B树结构：
10/ \5 20/ \ / \3 7 15 30
B+树的特点
B+树是在B树的基础上进行了优化，也是一种常用的索引结构。它与B树相比有以下特点：
- 更适合磁盘预读：B+树的内部节点只存储关键字信息，而将真正的数据存储在叶子节点中。这样使得每个节点可以存储更多的关键字，提高查询效率和磁盘预读能力。
- 顺序访问性良好：由于叶子节点之间采用链表连接，可以按照顺序遍历叶子节点，提高区间查询的性能。
- 更适合范围查询：由于叶子节点之间的顺序性，B+树更适合进行范围查询操作，比如
BETWEEN和ORDER BY等操作。
下面是一个示例的B+树结构：
10/ \5 20/ \ / \3--7 15--30
数据库为什么使用B+树而不是B树做索引
尽管B树和B+树都是有效的索引结构，但数据库更倾向于使用B+树来做索引。原因如下：
- 更高的查询效率：由于B+树在磁盘预读方面的优势，相对于B树，在同样的节点数和磁盘I/O次数下，可以提供更高的查询效率。
- 更适合范围查询：数据库中常见的范围查询操作，如
BETWEEN和ORDER BY等操作，在B+树中执行更快。而在B树中，可能需要反复进行I/O操作才能获取到完整的结果集。 - 更好的顺序访问性：B+树的叶子节点之间采用链表连接，可以按照顺序遍历叶子节点，提高区间查询的性能。而B树则无法直接进行顺序遍历。
- 更适合磁盘存储：数据库通常需要将数据存储到磁盘上，而不是内存中。B+树将数据存储在叶子节点中，减少了树的高度，可以更有效地利用磁盘预读，降低磁盘I/O次数。
综上所述，B+树在查询效率、范围查询、顺序访问性和磁盘存储方面都具有明显的优势，因此数据库更倾向于使用B+树做索引。
下面是一个示例的SQL语句，展示了如何在数据库中创建一个B+树索引：
CREATE INDEX idx_name ON table_name (column_name);
该语句将在名为table_name的表中，为名为column_name的列创建一个名为idx_name的B+树索引。这样，就可以通过该列来提高查询效率和范围查询性能。