你認識的「索引」那些事兒
- 2019 年 10 月 8 日
- 筆記
- 01
索引的本質
其實提到索引這個名詞，有些抽象我們不太好理解這個名詞。你轉換下思路和學習方法。你會發現其實生活中的索引無處不在。
比如：
我們上廁所，我們要看男生女生索引標誌，這樣才不能走錯。
我們逛商城，我們要看樓層索引標誌，這樣才能明白各個樓層都在賣什麼，玩什麼。
我們日常做的生活規矩索引貼，告訴我們6：50起床、7：00吃早餐 7：30上班上學 ……..
有了這些索引，它讓我們生活都有順序和目標。
今天給大家聊聊索引，希望大家喜歡。
- 02
數據庫索引本質是什麼？
數據庫索引的本質：索引是為了加速對表中數據行的檢索，而創建的一種分散存儲的數據結構。強調它是一種數據結構。（引申：數據結構可以理解為計算機存儲、組織數據方式。）
你在這張圖中發現了什麼？
我說：它是一棵樹，有好多的樹枝。
我說：green 綠色，青蛙是綠色的，大樹是綠色的。yellow 黃色，香蕉是黃色的。purple 紫色，葡萄是紫色的。Orange 橙色，橙子是橙色的。Blue 藍色。通過這個樹就可以學習好多的顏色。
我說：每個箭頭指示是一種方向。
- 03
索引是怎麼工作的？
索引的工作機制是：其實就是在查詢檢索時，通過索引這個對象直接指向目標對象。
你在這張圖中發現了什麼？
我說：它是一棵音節樹，音節有三種分支，分為：聲母、韻母、聲調。
我說：其中聲母這條線指向b p m f d t n l g k h j q x zh ch sh r z c s y w 這些字母。
我說：其中韻母這條線指向a o e ai ei ao ou an en ang eng ong i ia ie iao iou ian in iang iong u ua uai uan uen uang ueng ü üe üan ün 這些對象。
其實聲母、韻母、聲調就是索引，就是分類。
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索引的作用是什麼？
索引的作用其實是提高數據檢索性能的一種手段。
這是一張學生數據，裏面有學生name age phonenum等信息。
你在這張圖中發現了什麼？
我說：通過ID=103 就可以直接檢索查詢到103對象的這個人員信息。通過這個ID進行值檢索就很快找到目錄數據了，從而提高數據查詢的速度了。這就是索引的實際的作用。
- 05
哪些數據結構可以用來作為索引？
通過我們說的有這些數據結構可以用來作為索引：數組、hashMap 、 hashtable 、樹形索引。數組索引它的執行速度快但它必須是正整數。hashMap可以理解是一個容器；hashTable 是key-value這種鍵值對的方式存儲的。它們都可以用於索引的創建 。但它們都有優點也有劣勢缺點的地方：數組索引它的執行速度快但它必須是正整數；hashMap 線程不安全，遍歷速度慢；hash索引它的劣勢在於：不利於範圍查詢，沒有比較大小的優勢。
你在這張圖中發現了什麼？
其實每件事物它的存在都是有優勢和劣勢的，沒有百分百的完整。
- 06
常用的樹型索引
樹形檢索是數據庫的一種索引方式，也是索引中最常用的一種索引方式。
二叉查找樹
二叉查找樹（Binary Search Tree）（二叉搜索樹，二叉排序樹）它或者是一棵空樹，或者是具有下列性質的二叉樹： 若它的左子樹不空，則左子樹上所有結點的值均小於它的根結點的值； 若它的右子樹不空，則右子樹上所有結點的值均大於它的根結點的值； 它的左、右子樹也分別為二叉排序樹。
你只需要記住它的特點：「左比右小，每個節點兩個分叉」；二叉搜索樹的平均查找長度及時間複雜度給它帶來的問題就是：IO性能差，如果樹很高的話，深度很深的話，查詢起來非常麻煩。
B-樹(B-tree)
比如：二叉查找樹，平衡二叉查找樹,他們查找效率的時間複雜度O(log2n)，跟樹的深度有關係，那麼怎麼樣才能提高效率呢？當然最快捷的方式就是減少樹的深度了。那麼怎麼減少樹的深度呢？
基本思想是：採用多叉樹結構。
也就是說，因為磁盤的操作費時費資源，過於頻繁的多次查找勢必效率低下。
也就是說，只要我們通過某種較好的樹結構減少樹的結構盡量減少樹的高度，便能有效減少磁盤查找存取的次數。
那這種有效的樹結構是一種怎樣的樹呢？
B-樹(B-tree) 可以理解是種：多路平衡樹，它實際就是體現在數據中就是多個關鍵字，通過多個關鍵字的索引創建，就能在大數據量的數據中查詢檢索出你想定位的數據信息。
- 07
其實講了這麼多，那最後咱們總結一下吧。
索引本質是什麼？
你在這張圖中發現並看到了什麼？
索引就是一種指示、一種方向標。
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