src/btree.cpp

   1
   2 #include "btree.h"
   3
   4 BTree::BTree (const std::string &name, unsigned int block_size, bool create_new_file)
   5 {
   6         uchar *node;
   7         BTreeNodeHeader nh;
   8
   9         fp = fopen (name.c_str(), "wb+");
  10         if (!fp) {
  11                 /* TODO : mandar una exception ? */
  12                 return;
  13         }
  14
  15         /* Nombre de archivo */
  16         filename = name;
  17
  18         /* Inicializo el header */
  19         header.block_size = block_size;
  20         WriteFileHeader ();
  21
  22         /* Creo el primer bloque vacio */
  23         node = new uchar[block_size];
  24         ReadNodoHeader (node, &nh);
  25         nh.level = 0;
  26         nh.free_space = block_size - sizeof (BTreeNodeHeader);
  27         nh.item_count = 0;
  28         WriteNodoHeader (node, &nh);
  29         WriteBlock (node, 0);
  30
  31         delete [] node;
  32 }
  33
  34 BTree::~BTree ()
  35 {
  36         fclose (fp);
  37 }
  38
  39 void BTree::WriteFileHeader ()
  40 {
  41         fseek (fp, 0L, SEEK_SET);
  42         fwrite (&header, 1, sizeof (BTreeFileHeader), fp);
  43 }
  44
  45 void BTree::WriteBlock (uchar *block, uint num)
  46 {
  47         fseek (fp, num*header.block_size + sizeof (BTreeFileHeader), SEEK_SET);
  48         fwrite (block, 1, header.block_size, fp);
  49 }
  50
  51 void BTree::AddKey (const Clave &k)
  52 {
  53         uint left, right;
  54         Clave *kout = AddKeyR (&k, 0, left, right);
  55
  56         if (kout) {
  57                 std::cout << "Raiz fue spliteada!!" << std::endl;
  58         }
  59 }
  60
  61 Clave* BTree::AddKeyR (const Clave *k, uint node_num, uint &left_child, uint &right_child)
  62 {
  63         Clave *kout = NULL;
  64         std::list<BTreeData> node_keys;
  65
  66         BTreeLeafData data (k->Clone ());
  67
  68         /* Leo el nodo raiz para empezar a agregar */
  69         uchar *node = ReadBlock (node_num);
  70         BTreeNodeHeader node_header;
  71         ReadNodoHeader (node, &node_header);
  72
  73         if (node_header.level != 0) {
  74                 /* No estoy en una hoja, asi que tengo que buscar
  75                  * para donde moverme para agregar la clave
  76                  */
  77                 /* TODO :) */
  78         }
  79
  80
  81         /* Estoy en una hoja, veo si lo puedo agregar */
  82
  83         if (node_header.free_space > data.Size ()) {
  84                 /* TODO : Insertar ordenado */
  85                 BTreeData datait;
  86
  87                 node_keys = ReadKeys (node, node_header);
  88                 std::list<BTreeData>::iterator it = node_keys.begin ();
  89
  90                 while (it != node_keys.end ()) {
  91                         datait = (*it);
  92                         if (data < datait)
  93                                 /* Me pase, lo agrego aca! */
  94                                 break;
  95                         it++;
  96                 }
  97                 node_keys.insert (it, data);
  98                 WriteKeys (node, node_header, node_keys);
  99                 WriteNodoHeader (node, &node_header);
 100                 WriteBlock (node, node_num);
 101
 102                 PrintNode (node_num);
 103         } else {
 104                 std::cout << "=============== SPLIT ================" << std::endl;
 105                 /* Split : Creo e inicializo el nuevo nodo */
 106                 std::list<BTreeData> new_node_keys;
 107                 std::list<BTreeData> old_node_keys;
 108                 BTreeNodeHeader new_node_header;
 109                 uint new_node_num;
 110                 uchar *new_node = NewBlock (new_node_num);
 111                 ReadNodoHeader (new_node, &new_node_header);
 112
 113                 node_keys = ReadKeys (node, node_header);
 114                 new_node_keys = ReadKeys (new_node, new_node_header);
 115
 116                 /* Agrego la clave en la lista que ya tengo de manera ordenada */
 117                 std::list<BTreeData>::iterator it = node_keys.begin ();
 118
 119                 while (it != node_keys.end ()) {
 120                         BTreeData datait;
 121                         datait = (*it);
 122                         if (data < datait)
 123                                 /* Me pase, lo agrego aca! */
 124                                 break;
 125                         it++;
 126                 }
 127                 if (it != node_keys.end ())
 128                         node_keys.insert (it, data);
 129                 else
 130                         node_keys.push_back (data);
 131
 132                 /* Tengo que guardar claves hasta ocupar nodo size/2 en cada nodo
 133                  * y subir la clave del medio */
 134                 node_header.item_count = 0;
 135                 node_header.free_space = header.block_size - sizeof (BTreeNodeHeader);
 136
 137                 uint total_size = 0;
 138                 it = node_keys.begin ();
 139                 while (it != node_keys.end ()) {
 140                         BTreeData datait;
 141                         datait = (*it);
 142                         total_size += datait.Size ();
 143                         it++;
 144                         /* Hack : Si me quedo con todas las claves, en el caso de ser
 145                          * del mismo tama#o se desbalancea. Hay que ver que efecto
 146                          * puede tener en el caso de claves de long. variable
 147                          */
 148                         if (it == node_keys.end ())
 149                                 total_size -= datait.Size ();
 150                 }
 151
 152                 it = node_keys.begin ();
 153                 uint used = 0;
 154                 while (used < total_size/2) {
 155                         BTreeData d = (*it);
 156                         std::cout << used << "   " << total_size << std::endl;
 157                         old_node_keys.push_back (d);
 158                         used += d.Size ();
 159                         it++;
 160                 }
 161                 kout = (*it++).getClave (); // Esta se retorna al "padre" para que se la agregue
 162                 while (it != node_keys.end ()) {
 163                         BTreeData d = (*it);
 164                         new_node_keys.push_back (d);
 165                         it++;
 166                 }
 167
 168                 /* Guardo */
 169                 WriteKeys (node, node_header, old_node_keys);
 170                 WriteNodoHeader (node, &node_header);
 171                 WriteBlock (node, node_num);
 172                 WriteKeys (new_node, new_node_header, new_node_keys);
 173                 WriteNodoHeader (new_node, &new_node_header);
 174                 WriteBlock (new_node, new_node_num);
 175
 176                 PrintNode (node_num);
 177                 PrintNode (new_node_num);
 178
 179                 /* Paso los hijos */
 180                 left_child = node_num;
 181                 right_child = new_node_num;
 182                 delete [] new_node;
 183                 delete [] node;
 184         }
 185
 186         return kout;
 187 }
 188
 189 void BTree::DelKey (const Clave &k) {}
 190
 191 void BTree::ReadNodoHeader (uchar *node, BTreeNodeHeader *header)
 192 {
 193         memcpy (header, node, sizeof (BTreeNodeHeader));
 194 }
 195
 196 void BTree::WriteNodoHeader (uchar *node, BTreeNodeHeader *header)
 197 {
 198         memcpy (node, header, sizeof (BTreeNodeHeader));
 199 }
 200
 201 uchar *BTree::ReadBlock (uint num)
 202 {
 203         uchar *out = new uchar[header.block_size];
 204
 205         fseek (fp, num*header.block_size + sizeof (BTreeFileHeader), SEEK_SET);
 206         fread (out, 1, header.block_size, fp);
 207
 208         return out;
 209 }
 210
 211 std::list<BTreeData> BTree::ReadKeys (uchar *node, BTreeNodeHeader &node_header)
 212 {
 213         std::list<BTreeData> keys;
 214         node += sizeof (BTreeNodeHeader);
 215
 216         for (uint i=0; i<node_header.item_count; i++) {
 217                 /* TODO : El tipo de clave deberia ser usado
 218                  * dependiendo de algun dato en el header del
 219                  * arbol
 220                  */
 221                 /* TODO : Detectar si estoy en una hoja */
 222                 BTreeData data;
 223                 if (node_header.level == 0)
 224                         data = BTreeLeafData (node);
 225                 else
 226                         data = BTreeData (node);
 227                 node += data.Size ();
 228                 keys.push_back (data);
 229         }
 230
 231         return keys;
 232 }
 233
 234 void BTree::WriteKeys (uchar *node, BTreeNodeHeader &node_header, std::list<BTreeData> &keys)
 235 {
 236         std::list<BTreeData>::iterator it = keys.begin ();
 237
 238         node += sizeof (BTreeNodeHeader);
 239
 240         node_header.item_count = 0;
 241         node_header.free_space = header.block_size - sizeof (BTreeNodeHeader);
 242
 243         while (it != keys.end ()) {
 244                 BTreeData d = (*it);
 245                 memcpy (node, d.ToArray(), d.Size ());
 246                 node += d.Size ();
 247                 node_header.free_space -= d.Size ();
 248                 node_header.item_count++;
 249                 it++;
 250         }
 251
 252         /* TODO : incrementar node_header.item_count aca o fuera de este metodo? */
 253 }
 254
 255 void BTree::PrintNode (uint num)
 256 {
 257         uchar *node = ReadBlock (num);
 258         BTreeNodeHeader node_header;
 259         ReadNodoHeader (node, &node_header);
 260
 261         std::list<BTreeData> node_keys = ReadKeys (node, node_header);
 262         std::list<BTreeData>::iterator it = node_keys.begin ();
 263
 264         std::cout << "Nodo  : " << num << std::endl;
 265         std::cout << "Items : " << node_header.item_count << std::endl;
 266         std::cout << "Free  : " << node_header.free_space << " (" << (header.block_size - sizeof (BTreeNodeHeader)) << ")" << std::endl;
 267         while (it != node_keys.end ()) {
 268                 std::string s = (*it);
 269                 std::cout << "(" << s << ") ";
 270                 it++;
 271         }
 272         std::cout << std::endl;
 273
 274         delete [] node;
 275 }
 276
 277 uchar *BTree::NewBlock (uint &num)
 278 {
 279         long filelen;
 280         uchar *node;
 281         BTreeNodeHeader nh;
 282
 283         fseek (fp, 0, SEEK_END);
 284         filelen = ftell (fp);
 285
 286         num = (filelen - sizeof (BTreeFileHeader))/header.block_size;
 287
 288         node = new uchar[header.block_size];
 289         ReadNodoHeader (node, &nh);
 290         nh.level = 0;
 291         nh.free_space = header.block_size - sizeof (BTreeNodeHeader);
 292         nh.item_count = 0;
 293         WriteNodoHeader (node, &nh);
 294         WriteBlock (node, 0);
 295
 296         return node;
 297 }
 298