Ответ
B-дерево (B-Tree) — это самобалансирующееся дерево поиска, специально спроектированное для систем, работающих с большими объемами данных, хранящихся на дисковых накопителях (например, в базах данных).
Основное отличие от бинарного дерева поиска в том, что узел B-дерева может хранить множество ключей и иметь множество дочерних узлов. Это делает дерево "широким" и "неглубоким".
Ключевые особенности и их назначение:
- Большой коэффициент ветвления: Каждый узел содержит много ключей и указателей. Это главное преимущество, так как позволяет значительно уменьшить высоту дерева.
- Минимизация дисковых операций: Чтение с диска — медленная операция. B-дерево оптимизировано так, чтобы за одно чтение с диска в память загружался целый узел (блок данных) с большим количеством ключей. Меньшая высота дерева означает меньшее количество дисковых операций для поиска, вставки или удаления данных.
- Сбалансированность: Все листовые узлы находятся на одной глубине. Это гарантирует, что время доступа к любому элементу предсказуемо и не зависит от его положения.
- Высокая степень заполнения узлов: Алгоритмы вставки и удаления поддерживают узлы заполненными как минимум наполовину, что обеспечивает эффективное использование пространства.
Почему это идеально для баз данных:
Индексы в СУБД (например, PostgreSQL, MySQL, Oracle) часто реализованы с помощью B-деревьев или их вариаций (B+ Tree). Когда вы выполняете запрос SELECT ... WHERE id = 123;, база данных использует индекс на основе B-дерева, чтобы быстро найти нужную строку, совершив минимальное количество дорогостоящих обращений к жесткому диску.