news 2026/4/12 17:32:14

一文讲透索引数据结构——B-Tree / B+Tree / Hash 的特点及对比

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张小明

前端开发工程师

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一文讲透索引数据结构——B-Tree / B+Tree / Hash 的特点及对比

B-Tree

二叉树的缺点:

B-Tree(多路平衡查找树)

B+Tree

01-标准的B+Tree结构

演变过程:分裂时中间元素向上分裂,同时该中间元素会停留在分裂后的右子树中,这样才能保证所有的数据会出现在叶子结点

相对于B-Tree区别:

  • 所有的数据都会出现在叶子节点
  • 叶子节点形成一个单向链表

02-MySQL索引中的B+Tree结构

MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能

Hash

哈希索引就是采用一定的hash算法,将键值换算成新的hash值,映射到对应的槽位上,然后存储在hash表中;

如果两个(或多个)键值,映射到一个相同的槽位上,他们就产生了hash冲突(也称为hash碰撞),可以通过链表来解决

Hash索引特点:

  • Hash索引只能用于对等比较(=,in),不支持范围查询(between,>,< ,...)
  • 无法利用索引完成排序操作(Hash运算出来的结果是无序的)
  • 查询效率高,通常(不存在hash冲突的情况)只需要一次检索就可以了,效率通常要高于B+tree索引

存储引擎支持:

在MySQL中,支持hash索引的是Memory存储引擎

InnoDB中具有自适应hash功能,hash索引是InnoDB存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构建的

为什么InnoDB存储引擎选择使用B+tree索引结构?

  • 相对于二叉树层级更少,搜索效率高

对于B-Tree,无论是叶子节点还是非叶子节点,都会保存数据,这样导致一页中存储的键值减少,指针跟着减少,在保存相同数据量的情况下只能增加树的高度,导致性能降低

  • 如果采用B+Tree索引结构,不管查找哪一个数据都要到叶子结点当中才能找到对应的数据,搜索效率更稳定;
  • 在B+Tree索引结构中,叶子结点形成了一个双向链表,便于范围搜索和排序

  • 相对Hash索引,B+tree支持范围匹配排序操作

这个可以作为面试题好好理解下

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