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- 作者： 花家舍
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前文回顾
- 实现一个简略的Database系列
译注：cstack在github保护了一个简略的、相似sqlite的数据库实现，通过这个简略的我的项目，能够很好的了解数据库是如何运行的。本文是第九篇，次要是实现B-tree的二叉搜寻并解决主键反复问题
Part 9 二叉搜寻与主键反复
上次留神到咱们的 B 树存储 key 时依然是非排序的。当初咱们来解决这个问题，并检测和回绝主键的反复（插入）。
当初咱们的 execute_insert() 函数在插入时，抉择的地位是在表的结尾处。作为替换，咱们须要搜寻表（树）中正确的插入地位，而后把 key 插入到这个地位上。如果 key 在这个地位上曾经存在，那么就返回（键反复）报错。
ExecuteResult execute_insert(Statement* statement, Table* table) {
void* node = get_page(table->pager, table->root_page_num);
- if ((*leaf_node_num_cells(node) >= LEAF_NODE_MAX_CELLS)) {
+ uint32_t num_cells = (*leaf_node_num_cells(node));
+ if (num_cells >= LEAF_NODE_MAX_CELLS) {
return EXECUTE_TABLE_FULL;
}
Row* row_to_insert = &(statement->row_to_insert);
- Cursor* cursor = table_end(table);
+ uint32_t key_to_insert = row_to_insert->id;
+ Cursor* cursor = table_find(table, key_to_insert);
+
+ if (cursor->cell_num < num_cells) {
+ uint32_t key_at_index = *leaf_node_key(node, cursor->cell_num);
+ if (key_at_index == key_to_insert) {
+ return EXECUTE_DUPLICATE_KEY;
+ }
+ }
leaf_node_insert(cursor, row_to_insert->id, row_to_insert);这样的话，咱们就不再须要 table_end() 函数了。
-Cursor* table_end(Table* table) {
- Cursor* cursor = malloc(sizeof(Cursor));
- cursor->table = table;
- cursor->page_num = table->root_page_num;
-
- void* root_node = get_page(table->pager, table->root_page_num);
- uint32_t num_cells = *leaf_node_num_cells(root_node);
- cursor->cell_num = num_cells;
- cursor->end_of_table = true;
-
- return cursor;
-}咱们用一个办法替换 table_end() 函数，办法实现应用给定的 key 来搜寻 Btree。
+/*
+Return the position of the given key.
+If the key is not present, return the position
+where it should be inserted
+*/
+Cursor* table_find(Table* table, uint32_t key) {
+ uint32_t root_page_num = table->root_page_num;
+ void* root_node = get_page(table->pager, root_page_num);
+
+ if (get_node_type(root_node) == NODE_LEAF) {
+ return leaf_node_find(table, root_page_num, key);
+ } else {
+ printf("Need to implement searching an internal node\n");
+ exit(EXIT_FAILURE);
+ }
+}我先把外部节点实现的分支存根，因为我还没有实现外部节点（internal node）。咱们能够在叶子节点中应用二叉搜寻法来进行搜寻。
+Cursor* leaf_node_find(Table* table, uint32_t page_num, uint32_t key) {
+ void* node = get_page(table->pager, page_num);
+ uint32_t num_cells = *leaf_node_num_cells(node);
+
+ Cursor* cursor = malloc(sizeof(Cursor));
+ cursor->table = table;
+ cursor->page_num = page_num;
+
+ // Binary search
+ uint32_t min_index = 0;
+ uint32_t one_past_max_index = num_cells;
+ while (one_past_max_index != min_index) {
+ uint32_t index = (min_index + one_past_max_index) / 2;
+ uint32_t key_at_index = *leaf_node_key(node, index);
+ if (key == key_at_index) {
+ cursor->cell_num = index;
+ return cursor;
+ }
+ if (key < key_at_index) {
+ one_past_max_index = index;
+ } else {
+ min_index = index + 1;
+ }
+ }
+
+ cursor->cell_num = min_index;
+ return cursor;
+}这将返回：
- key 的地位
- 如果咱们须要插入一个新的 key，须要挪动 key 的话，返回这个 key 的地位
- 超出最初一个 key 的地位
因为咱们当初会查看节点的类型，所以须要一个函数在节点中获取和设置节点的类型值。
+NodeType get_node_type(void* node) {
+ uint8_t value = *((uint8_t*)(node + NODE_TYPE_OFFSET));
+ return (NodeType)value;
+}
+
+void set_node_type(void* node, NodeType type) {
+ uint8_t value = type;
+ *((uint8_t*)(node + NODE_TYPE_OFFSET)) = value;
+}须要先把值转为 uint8_t 类型来确保它作为一个序列化的单字节。 还须要初始化节点的类型。
-void initialize_leaf_node(void* node) { *leaf_node_num_cells(node) = 0; }
+void initialize_leaf_node(void* node) {
+ set_node_type(node, NODE_LEAF);
+ *leaf_node_num_cells(node) = 0;
+}最初，咱们须要创立并解决一个新的错误码。
-enum ExecuteResult_t { EXECUTE_SUCCESS, EXECUTE_TABLE_FULL };
+enum ExecuteResult_t {
+ EXECUTE_SUCCESS,
+ EXECUTE_DUPLICATE_KEY,
+ EXECUTE_TABLE_FULL
+};
case (EXECUTE_SUCCESS):
printf("Executed.\n");
break;
+ case (EXECUTE_DUPLICATE_KEY):
+ printf("Error: Duplicate key.\n");
+ break;
case (EXECUTE_TABLE_FULL):
printf("Error: Table full.\n");
break;有了这些批改，咱们的测试能够更改为查看排序程序：
"db > Executed.",
"db > Tree:",
"leaf (size 3)",
- " - 0 : 3",
- " - 1 : 1",
- " - 2 : 2",
+ " - 0 : 1",
+ " - 1 : 2",
+ " - 2 : 3",
"db > "
])
end并且咱们可能为反复键减少一个新的测试：
+ it 'prints an error message if there is a duplicate id' do
+ script = [
+ "insert 1 user1 person1@example.com",
+ "insert 1 user1 person1@example.com",
+ "select",
+ ".exit",
+ ]
+ result = run_script(script)
+ expect(result).to match_array([
+ "db > Executed.",
+ "db > Error: Duplicate key.",
+ "db > (1, user1, person1@example.com)",
+ "Executed.",
+ "db > ",
+ ])
+ end就是这样！接下来：实现拆分叶节点和创立外部节点。**
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