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存储系统中的算法:LSM 树设计原理

如果说到 B+ 树大家应该不陌生,像 MySQL 这样的关系型数据库底层一般用 B+ 树结构来存储数据。LSM 树其实就是另一种存储数据的结构,常见于日志存储系统中。 首先,我们先来聊聊存储系统。...内存数据结构你直接 new 一个出来就行了,不用关心这个结构在内存中是如何布局的,这些都由操作系统和编程语言代劳了。...你就想想 BST 吧,数据存在节点上,我们可以随意插入、删除、修改 BST 中的节点。...最关键的应该是读取和 compact 的过程:SSTable要如何组织,才能快速get到一个key对应的val呢?如何定期对所有 SSTable 做 compact 瘦身呢?...那么假设给一个目标键key27,我们只需要从上到下遍历层,并在每一层中使用 二分查找算法 找到键区间包含key27的SSTable,然后用布隆过滤器快速判断一下key27是否不存在这个SSTable中。

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二叉树简介

在main函数中,我们创建了一个BST,插入了一些值,然后进行了搜索操作并进行了中序遍历。...我们还实现了插入操作,以确保树的平衡性。在main函数中,我们创建了一个AVL树,插入了一些值,然后进行了中序遍历以显示树的元素按升序排列。...在main函数中,我们手动构建了一个满二叉树,并执行了中序遍历以显示树的元素。请注意,满二叉树的特点是每个节点都有0或2个子节点,并且叶子节点都在同一层。这使得满二叉树在某些应用中具有特殊的优势。...完全二叉树以下是一个用Go语言实现的完全二叉树示例。在完全二叉树中,除了最后一层,其他层都是满的,最后一层的节点从左向右填充。...在main函数中,我们手动构建了一个完全二叉树,并执行了中序遍历以显示树的元素。请注意,完全二叉树的特点是除了最后一层,其他层都是满的,最后一层的节点从左向右填充。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (154)-- 算法导论12.3 1题

    insert 函数用于将一个值插入到二叉搜索树中,它采用递归的方式实现。如果当前节点为空,则创建一个新的节点作为根节点;否则,根据值的大小,递归地插入到左子树或右子树中。最后返回根节点。...treeInsert 函数以递归方式向 BST 中插入一个新值。...如果当前节点是 nil,它将返回一个新节点。如果新值小于当前节点的值,它将在左子树中递归插入,如果新值大于当前节点的值,它将在右子树中递归插入。...main 函数中展示了如何使用 treeInsert 函数,并通过 inorder 遍历打印出树的键值,以验证插入是否正确。...insert函数是一个递归函数,用于插入一个新的键值到二叉搜索树中。inorder函数用于按照中序遍历的顺序输出二叉搜索树中的节点。 在main函数中,我们创建一个空的二叉搜索树,并依次插入一些键值。

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    二叉树的意义(P1)

    二叉树用例简介 1.分层数据结构。 二叉树是广泛用于表示层次关系的通用数据结构。他们擅长组织文件系统、在编译器中解析树以及捕获语义网络中的连接等任务。...2.数据结构的搜索和排序 二叉搜索树有效地组织和检索排序的数据。它们有助于在精确排序的集合中轻松插入、删除和搜索元素。这些树保持平衡以确保数据管理的顺利进行。...在本文的第一部分中,我们将探讨树在分层数据结构、搜索和排序数据结构以及遍历和搜索算法中的重要性。密码学和优化算法将在第二部分中介绍。...可以使用诸如 之类的方法将事件侦听器添加到元素中addEventListener,从而允许开发人员响应用户操作并在其应用程序中触发适当的功能或行为。...目前,我们有两种实现:一种用于二叉搜索树(BST),另一种用于平衡搜索树(具体来说,AVL树)。 BST 实现提供了插入节点、搜索值和执行中序遍历的基本功能。

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    深入理解二叉搜索树(BST)

    二叉搜索树简介 二叉搜索树(BST) 是一种具有特殊排序性质的二叉树,能够高效地执行数据检索、插入和删除操作。...BST 可以将数据存储在动态扩展的结构中,无需连续内存,允许高效的插入和删除。 BST 的核心操作 1....有两个子节点的节点:使用替换法,用右子树中的最小节点或左子树中的最大节点替换要删除的节点。...停车场计费系统:记录车辆的车牌和入场时间,离场时计算停车费用。 统计单词出现次数:读取文章中的每个单词并存入 BST,如果单词已经存在则增加其出现次数。...插入操作和查找操作均遵循 BST 的基本规则,从根节点开始遍历,找到合适的位置或节点。 结论 二叉搜索树是一种强大而灵活的数据结构,适用于需要快速查找、插入和删除的场景。

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    【数据结构与算法】详解什么是树结构,并用代码手动实现一个二叉查找树

    兄弟结点 具有同一个父节点的所有结点为兄弟结点 结点的层次 设定根结点所在层次为1,其它结点层次为其父节点层次+1 树的深度 树的所有结点中的最大层次为该树的深度 路径 从某个结点沿着树的层级关系到达另一个结点之间的路线...、right (3)实现insert()方法 insert()方法就是将一个数据插入到二叉查找树中合适的位置。...这里我选择用递归的方式来遍历整个二叉查找树,因此我会再额外封装一个用于递归内部调用的函数 insertNode ,给其传入两个参数,第一个参数是当前遍历到的结点 ; 第二个参数是我们要插入的结点 先来看下代码吧...若二叉查找树不为空,我们就调用 insertNode() 内部方法进行递归调用,并先把 root 和 我们新创建的结点 node 传过去当成参数 , 即表示用需要插入的结点先和根节点进行比较,然后慢慢比对下去...该方法接收一个参数,即需要查找的结点的 key 值 实现思路: 从二叉查找树的根节点 root 开始遍历,用我们的参数 key1 与遍历到的结点的 key2 进行比较,若 key1 > key2,则向右继续遍历

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (156)-- 算法导论12.3 3题

    三、用go语言,对于给定的 n 个数的集合,可以通过先构造包含这些数据的一棵二叉搜索树(反复使用TREE-INSERT 逐个插入这些数),然后按中序遍历输出这些数的方法,来对它们排序。...的节点,然后实现了TREE-INSERT函数来插入新元素,最后实现了中序遍历函数来输出有序的元素。...在main函数中,我们创建了一个数组nums,然后逐个插入到BST中,并执行中序遍历来输出排序后的结果。...当我们将这些数据插入 BST 时,每个节点都将只有一个右子节点,形成一条从根节点到叶子节点的链。在这种情况下,BST 的高度为 n,中序遍历的时间复杂度为 O(n)。...最坏情况: 在最坏的情况下,输入的数据是逆序的(降序排列)。当我们将这些数据插入 BST 时,每个节点都将只有一个左子节点,形成一条从根节点到叶子节点的链。

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    Java后端面试学习知识总结——数据库:MySQL

    具体的数据结构论述将在章节2中进行阐述。 索引 1.运用二分搜索树来创建索引。   二分搜索树是一种常用的树状数据结构,又称为BST。...具体的实现就是,可以将索引的关键字信息挂到BST上,根据大小关系在BST中进行搜索,BST的每个节点存储着关键字对应数据的物理内存地址,搜索到所需关键字之后,根据指针去内存中拿到整个数据。...如果一个非叶节点有n个子节点,则该节点的关键字数等于n-1。 所有节点关键字是按递增次序排列,并遵循左小右大原则。   在AVL或者红黑树中,插入或者删除后不满足条件需要对树进行旋转。...InnoDB中主键索引和数据是存储在同一页文件中的,加载叶子节点进入内存时,数据也被加载了进去。 InnoDB在进行稀疏索引查询时,首先需要在附注索引中定位到主键信息,再去主键索引中查询该条信息。...也就是说在一个数据库表中,一个表中只能保存一种数据,不可以把多种数据保存在同一张数据库表中。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (149)-- 算法导论12.2 4题

    五、用go语言,证明:如果一棵二叉搜索树中的一个结点有两个孩子,那么它的后继没有左孩子,它的前驱没有右孩子。 灵捷3.5 。...= nil { return n.Left } return n.Right } 在这个代码中,我们定义了一个TreeNode结构体来表示二叉搜索树中的节点,以及一些辅助函数来插入节点...在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 通义千问: 要证明如果一棵二叉搜索树中的一个结点有两个孩子,那么它的后继没有左孩子,它的前驱没有右孩子,我们可以从二叉搜索树的定义和性质入手。...基于这些特性,我们可以考虑如何找到一个给定节点的后继和前驱。 后继节点 在二叉搜索树中,一个节点 x 的后继节点是指比 x 大的最小节点。为了找到后继节点,我们可以通过以下步骤进行: 1....在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 灵小智,代码正常运行: 以下是用Go语言编写的程序,证明了如果一棵二叉搜索树中的一个节点有两个孩子,那么它的后继没有左孩子,它的前驱没有右孩子: package

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    30 个重要数据结构和算法完整介绍(建议收藏保存)

    它们是做什么用的? 链表的一个相关应用是浏览器的上一页和下一页的实现。双链表是存储用户搜索显示的页面的完美数据结构。...中的最小值,最右边的节点是最大值; 注意 RPN 是 AST 的中序遍历; BST 具有排序数组的优点,但有对数插入的缺点——它的所有操作都在 O(log n) 时间内完成。...计算几何和函数式编程中的数据结构也是用 RBT 构建的。...这样,与 BST 相比,trie 是一种更快的数据结构(使用 O(L)),但代价是 trie 存储要求。 它们是做什么用的? 树主要用于存储字符串及其值。...由于人口和经济增长的邻近城市正在扩张,它们可以轻松创建大都市。因此,两个城市合并在一起,他们的居民住在同一个大都市。我们还可以通过调用 FIND 函数来检查一个人居住在哪个城市。

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    盘点那些必问的数据结构算法题之二叉树基础

    盘点那些必问的数据结构算法题之二叉树基础 0 概述 在说二叉树前,先来看看什么是树。树中基本单位是结点,结点之间的链接,称为分支。一棵树最上面的结点称之为根节点,而下面的结点为子结点。...而二叉搜索树(BST)是有序的二叉树,BST需要满足如下条件: 若任意结点的左子树不空,则左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值; 若任意结点的右子树不空,则右子树上所有节点的值均大于或等于它的根节点的值...;(有些书里面定义为BST不能有相同值结点,本文将相同值结点插入到右子树) 任意结点的左、右子树也分别为二叉查找树; 本文接下来会从定义,二叉搜索树的增删查以及二叉树的递归和非递归遍历进行整理。...二叉搜索树跟二叉树可以使用同一个结构,只是在插入或者查找时会有不同。...插入结点 插入结点可以用递归或者非递归实现,如果待插入值比根节点值大,则插入到右子树中,否则插入到左子树中。

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    手把手:四色猜想、七桥问题…程序员眼里的图论,了解下?(附大量代码和手绘)

    对于四百万个节点来说,这些指针总共又会占用62MB,尽管这跟2GB原有的数据大小相比不算什么,但是我们也不能轻易忽视它们。 上个例子中树的所有节点都可以用O(logN)复杂度的算法找到。...总的来说,当一个用户发送推文,我们应当获取该用户的关注者列表,并更新这些关注者的时间线(将内容相同的推文插入它们的时间线)。时间线可以用列表或是平衡树表示(以推文发送时间的数据作为节点)。...在链表中只需打印当前节点的值(下面代码中的命名项)并在下一个节点继续这个操作即可。...这里需要注意的是,在不同的树中同一个物品重复出现并没有问题,因为通常用户可以使用多个不同的关键字找到同一个物品。...可能有很多物品共享相同的关键字,因此我们将这些项目保存在按照评分排序的二叉搜索树中。当用户搜索某个关键字时,他们会得到按评分排序的物品列表。我们如何从排序了的树中获取列表呢?答案是通过中序遍历。

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    「数据结构与算法Javascript描述」二叉树

    现在可以创建一个类,用来表示二叉搜索树(BST)。我们让类只包含一个数据成员:一个表示二叉搜索树根节点的 Node 对象。该类的构造函数将根节点初始化为 null,以此创建一个空节点。...用一个变量存储当前节点,一层层地遍历 BST。 进入 BST 以后,下一步就要决定将节点放在哪个地方。找到正确的插入点时,会跳出循环。查找正确插入点的算法如下: 设根节点为当前节点。...后序遍历先访问叶子节点,从左子树到右子树,再到根节点。 需要中序遍历的原因显而易见,但为什么需要先序遍历和后序遍历就不是那么明显了。我们先来实现这三种遍历方式,在后续中再解释它们的用途。...在 inOrder()方法中,show() 函数像夹在两个递归调用之间;在 preOrder() 方法中,show()函数放在两个递归调用之前。 下图展示了先序遍历的访问路径。...从 BST 中删除节点的第一步是判断当前节点是否包含待删除的数据,如果包含,则删除该节点;如果不包含,则比较当前节点上的数据和待删除的数据。

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    从七桥问题开始:全面介绍图论及其应用

    我们可以在插入新的边缘的同时追踪节点的奇数/偶数度,同时插入新的边以增加奇数/偶数度检查的复杂度到 O(1)。下面介绍图表示和返回路径的 Trace() 函数。...我们将在另一篇文章中独立讨论平衡二值搜索树和数据库索引,到时会再次返回到 Airbnb 房源问题上。...这些物品最常用的是解析其标题和描述(我们只处理标题),所以如果一个操作员(通常是一个人通过管理仪表板将项目的数据插入 Netflix / Amazon 数据库)插入新项目到数据库中,它的标题正在被一些「...可能有许多物品共享相同的关键字,因此我们将这些物品保存在按照评分排序的 BST 中。当用户搜索某个关键字时,他们会得到按其评分排序的物品列表。我们如何从排序的树中获取列表?通过按顺序遍历。...每一层的节点被从队列中取走,同时在访问每个被取走的节点时,我们还应该将其子节点插入队列(为下一层做准备)。下列代码很简单,可以帮助大家了解 BFS。

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    【43期】盘点那些必问的数据结构算法题之二叉树基础

    而二叉搜索树(BST)是有序的二叉树,BST需要满足如下条件: 若任意结点的左子树不空,则左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值; 若任意结点的右子树不空,则右子树上所有节点的值均大于或等于它的根节点的值...;(有些书里面定义为BST不能有相同值结点,本文将相同值结点插入到右子树) 任意结点的左、右子树也分别为二叉查找树; 本文接下来会从定义,二叉搜索树的增删查以及二叉树的递归和非递归遍历进行整理。...二叉搜索树跟二叉树可以使用同一个结构,只是在插入或者查找时会有不同。...二叉查找树(BST)特有的操作都在函数前加了 bst 前缀区分,其他函数则是二叉树通用的。 1) 创建结点 分配内存,初始化值即可。...插入结点 插入结点可以用递归或者非递归实现,如果待插入值比根节点值大,则插入到右子树中,否则插入到左子树中。

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    30分钟学会XGBoost

    二,xgboost基本原理 下面从假设空间,目标函数,优化算法3个角度对xgboost的原理进行概括性的介绍。 1,假设空间 ? ? ? 2,目标函数 ? ?...分裂的叶子节点如何取值? 我们首先考虑如何boost的问题,顺便解决分裂的叶子节点如何取值的问题。 ? ? ? ? 四,如何生成第t棵树?...xgboost使用levelwise的生成策略,即每次对同一层级的全部叶子节点尝试进行分裂。 对叶子节点分裂生成树的过程有几个基本的问题:是否要进行分裂?选择哪个特征进行分裂?...而候选分位点法是一种近似算法,仅选择常数个(如256个)候选分裂位置,然后从候选分裂位置中找出最优的那个。 ?...n') #================================================================================ # 一,读取数据

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (142)-- 算法导论12.1 2题

    二、用go语言,二叉搜索树性质与最小堆性质(见 6.1 节)之间有什么不同?能使用最小堆性质在 O(n)时间内按序输出一棵有 n 个结点树的关键字吗?可以的话,请说明如何做,否则解释理由。...在这里插入图片描述 讯飞星火,代码不能运行: 二叉搜索树(BST)和最小堆是两种不同的数据结构,它们具有以下不同之处: 1.二叉搜索树是一种有序的二叉树,其中每个节点的值都大于其左子树中的所有节点的值,...要使用最小堆性质在O(n)时间内按序输出一棵有n个结点的树的关键字,我们可以使用一个辅助函数heapify来构建最小堆,然后依次从堆中取出最小值并调整堆。...3.当最小堆的大小等于树的节点数时,开始循环,每次从最小堆中取出最小值并将其添加到结果列表中。然后将该节点的右子节点插入到最小堆中,并再次调用heapify函数进行调整。重复此过程,直到最小堆为空。...所以,使用最小堆性质无法在O(n)时间内按序输出一棵有n个节点树的关键字。 在这里插入图片描述 chatgpt: 二叉搜索树和最小堆是两种不同的数据结构,它们在性质和操作上有一些不同之处。

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    实现二分查找树,支持插入、删除、查询操作。

    实现二分查找树,支持插入、删除、查询操作。 简介:实现二分查找树,支持插入、删除、查询操作。 算法思路 算法思路: 二分查找树是一种基于二叉树的数据结构,可以支持插入、删除和查询操作。...在实现二分查找树的过程中,我们可以使用C++中的类来表示节点和树。具体而言,每个节点应包含如下属性: 当前节点的值 val; 当前节点的左子树 left; 当前节点的右子树 right。...在C++实现中还需要提供以下操作: 插入元素 insert; 删除元素 remove; 查询元素 find。 底层数据结构可以使用链表或数组均可。...我们创建了 Tree 和 BST 两个数据结构,其中 Tree 表示树节点,BST 则封装了所有的二分查找树操作。...具体而言,代码实现插入、删除和查找三个基本操作。 需要注意的是,在删除节点时,由于需要从源码中任意位置删除一个节点,因此需要考虑多种情况,例如节点只有一个儿子、节点没有儿子等情况。

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    文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (158)-- 算法导论12.3 5题

    五、用go语言,假设为每个结点换一种设计,属性 x.p 指向 x 的双亲,属性 x.succ 指向 x 的后继。...如果你关心树的高度,那么你需要找到一个不同的方法来删除根节点。例如,你可以使用堆或AVL树等数据结构来保持树的平衡。但是这将使代码更复杂。因此,这种实现适用于不需要保持树平衡的情况。...如果你关心树的高度,那么你需要找到一个不同的方法来删除根节点。例如,你可以使用堆或AVL树等数据结构来保持树的平衡。但是这将使代码更复杂。因此,请注意这种实现会降低树的高度。...如果你关心树的高度,那么你需要找到一个不同的方法来删除根节点。例如,你可以使用堆或AVL树等数据结构来保持树的平衡。但是这将使代码更复杂。因此,请注意这种实现会降低树的高度。...在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 360智脑: 以下是用 Go 语言编写的伪代码,它们在 O(h) 时间内执行完成。

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    二叉树

    什么是二叉树以及什么时候可以使用它们? 二叉树是一种基本的树数据结构,由以分层方式连接的节点组成。二叉树中的每个节点最多可以有两个子节点:左子节点和右子节点。...二叉搜索树 (BST) 这里,key用于确定节点在树中的位置,value是节点中存储的数据。...例如,它们用于堆数据结构(例如二叉堆),其中完整的二叉树属性允许高效的堆操作(例如插入和删除)。...通过使用类对树结构进行建模,我可以轻松创建和操作节点、设置它们的值并在父节点和子节点之间建立适当的连接。这使我能够在解决方案中有效地构建和遍历树。 为了确保我的代码的正确性,我实现了一系列测试用例。...为了清楚起见,我决定从基于循环的方法开始。 在这种方法中,第一步是创建传递给函数的原始树的副本。这个副本保证了我们在遍历过程中没有修改原始树。此外,我设置了我们想要在树中找到的初始最小值。

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    领券