Documentación sobre las operaciones básicas.

[z.facultad/75.52/treemulator.git] / src / btree.h

diff --git a/src/btree.h b/src/btree.h
index 40261fb1aa70d241c3f26036cfc1930e70016d89..ef9f24232358b9150b5c56e56fed967305e30688 100644 (file)
--- a/src/btree.h
+++ b/src/btree.h
@@ -1,33 +1,54 @@
 
 

-#ifdef _B_TREE_H
+#ifndef _B_TREE_H

 #define _B_TREE_H
 
 #define _B_TREE_H
 

-/**
- *  La estructura general del archivo seria :
+/** \page page_btree Árbol B
+ * 
+ * \section page_model_estructura Estructura del árbol en disco.
+ *
+ *  La estructura del archivo donde se almacena el árbol es una secuencia
+ *  de bloques de tamaño fijo parametrizable. Cada bloque representa un nodo
+ *  del árbol, exceptuando el bloque 0 que corresponde al encabezado donde se
+ *  guardan los parámetros del árbol.
+ *  
+ *  <pre>
+ *     Bloque 0   Bloque 1   Bloque 2         Bloque N

  *   +----------+----------+----------+-----+----------+
  *   +----------+----------+----------+-----+----------+

- *   |FileHeader| Bloque 0 | Bloque 1 | ... | Bloque N |
+ *   |FileHeader|  Nodo  0 |  Nodo  1 | ... | Nodo N-1 |

  *   +----------+----------+----------+-----+----------+
  *   +----------+----------+----------+-----+----------+

- *
+ *  </pre>
+ *  

  * Cada bloque tiene su propio encabezado siguiendo la siguiente
  * estructura :
  * Cada bloque tiene su propio encabezado siguiendo la siguiente
  * estructura :

+ *   <pre>

  *   +--------------+-----------------------------------+
  *   | BloqueHeader | Area de Claves                    |
  *   +--------------+-----------------------------------+
  *   +--------------+-----------------------------------+
  *   | BloqueHeader | Area de Claves                    |
  *   +--------------+-----------------------------------+

+ *   </pre>

  *
  * El area de claves depende del tipo de arbol (INDICE o EXAHUSTIVO)
  *
  * El area de claves depende del tipo de arbol (INDICE o EXAHUSTIVO)

- * y del tipo de clave (Longitud fija o variable).
+ * y del tipo de Clave (ClaveFija o ClaveVariable).

  *
  *

- * Los nodos que "hojas" (es decir, aquellos que no tienen hijos) no
+ * Los nodos que son "hojas" (es decir, aquellos que no tienen hijos) no

  * tienen "punteros", por lo que el area de datos seria algo como :
  * tienen "punteros", por lo que el area de datos seria algo como :

+ *  <pre>

  *  +--------------+--------------+--------------+--------------+
  *  | clave1,dato1 | clave2,dato2 | ............ | claveN,datoN |
  *  +--------------+--------------+--------------+--------------+
  *  +--------------+--------------+--------------+--------------+
  *  | clave1,dato1 | clave2,dato2 | ............ | claveN,datoN |
  *  +--------------+--------------+--------------+--------------+

+ *  </pre>
+ *
+ * El par (claveN,datoN) es representado por la clase BTreeLeafData.

  *
  * Ahora, los bloques intermedios tienen punteros a los hijos, y 
  * quedaria algo como :
  *
  * Ahora, los bloques intermedios tienen punteros a los hijos, y 
  * quedaria algo como :

+ *  <pre>

  *  +---------+----------------------+-------+----------------------+
  *  | HijoIzq | clave1,dato1,HijoDer | ..... | claveN,datoN,HijoDer |
  *  +---------+----------------------+-------+----------------------+
  *  +---------+----------------------+-------+----------------------+
  *  | HijoIzq | clave1,dato1,HijoDer | ..... | claveN,datoN,HijoDer |
  *  +---------+----------------------+-------+----------------------+

+ *  </pre>
+ *
+ * El puntore HijoIzq es representado en memoria por la clase BTreeChildData, y
+ * el resto por BTreeData.

  *
  * El tamaño de la clave es variable, por lo que la cantidad de claves
  * que puede almacenar se basa en la cantidad de espacio libre.
  *
  * El tamaño de la clave es variable, por lo que la cantidad de claves
  * que puede almacenar se basa en la cantidad de espacio libre.


@@ -38,19 +59,35 @@
  * juntar nodos, ya que el arbol B este es particular (Preguntar a Cerveto?).
  *
  *
  * juntar nodos, ya que el arbol B este es particular (Preguntar a Cerveto?).
  *
  *

- * TODO :
+ * \todo :

  *  * Ver como manejar las claves de manera transparente a las APIs de
  *    agregar y de borrar (EMUFS lo solucionaba bastante bien, se puede
  *    tomar una idea simimar)
  */
 
  *  * Ver como manejar las claves de manera transparente a las APIs de
  *    agregar y de borrar (EMUFS lo solucionaba bastante bien, se puede
  *    tomar una idea simimar)
  */
 

-/** Encabezado del archivo BTree */
-typedef struct _btree_file_ {
-       unsigned int block_sise;
-} BTreeFileHeader;
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <list>
+#include "common.h"
+#include "clave.h"
+#include "clave_fija.h"
+#include "clave_variable.h"
+#include "btree_data.h"
+#include "exception.h"
+
+/* alias para codear menos :) */
+
+/** Encabezado del archivo BTree 
+ *
+ *  Esta estructura es para comodidad de manejo, aunque en disco
+ *  ocupe block_size de tamaño.
+ */
+struct BTreeFileHeader {
+       uint block_size;
+};

 
 /** Encabezado de un bloque */
 
 /** Encabezado de un bloque */

-typedef struct _btree_header_ {
+struct BTreeNodeHeader {

        /** Indica a que nivel corresponde un bloque
         *
         *  nivel == 0 : una hoja
        /** Indica a que nivel corresponde un bloque
         *
         *  nivel == 0 : una hoja


@@ -66,48 +103,104 @@ typedef struct _btree_header_ {
 
        /** Cantidad de elementos en el nodo */
        unsigned int item_count;
 
        /** Cantidad de elementos en el nodo */
        unsigned int item_count;

-} BTreeHeader;
-
-typedef struct _btree_ {
-       char *filename;
-       BTreeFileHeader header;
+};

 
 

-       /** Apunta al archivo de datos, asi se abre solo 1 vez
-        *
-        *  \TODO Ver si vale la pena
-        */
-       FILE *fp;
-} BTree;
+/** Resultado de la búsqueda de una clave */
+struct BTreeFindResult {
+       /** Número de nodo que contiene la clave buscada. */
+       uint node;
+       /** Encabezado del nodo que contiene la clave. */
+       BTreeNodeHeader header;
+};

 
 

-/** Crea un nuevo arbol B
+/** Modelo del árbol B

  *
  *  \param filename Nombre del archivo a crear
  *  \param block_size Tamaño de bloque a utilizar
  *
  *  \param filename Nombre del archivo a crear
  *  \param block_size Tamaño de bloque a utilizar

+ *  \param k_t Tipo de clave a utilizar

  *  \return Un nuevo arbol B creado o NULL en caso de error
  */
  *  \return Un nuevo arbol B creado o NULL en caso de error
  */

-BTree *btree_create (const char *filename, unsigned int block_size);
+class BTree {
+       public:
+               BTree (const std::string &filename, unsigned int block_size, int t_t = TYPE_UNIQUE, int k_t = KEY_FIXED, bool create_new_file = false);
+               ~BTree ();

 
 

-/** Abre un arbol B existente
- *
- *  \param filename Nombre del archivo a abrir
- *  \return El arbol abierto o NULL en caso de error
- */
-BTree *breee_open (const char *filename);
+               /** Tipos de clave a usar */
+               enum {
+                       KEY_FIXED,    /**< Utilización de clave de longitud fija */
+                       KEY_VARIABLE  /**< Utilización de clave de longitud variable */
+               };

 
 

-/** Agrega una clave en el arbol
- *
- *  \TODO Definir parametros
- */
-int btree_add (BTree *);
+               enum {
+                       TYPE_UNIQUE,
+                       TYPE_SELECTIVE
+               };
+       
+               /** Agrega una nueva clave al árbol. */
+               void AddKey (const Clave &k);
+               /** Elimina una clave del árbol. */
+               void DelKey (const Clave &k);
+               /** Busca si existe una clave en el árbol
+                *
+                * \return Un BTreeFindResult que el usuario debe liberar.
+                */
+               BTreeFindResult *FindKey (const Clave &k);
+
+       //protected:
+               /* Funciones de Alta */
+               Clave* AddKeyR (const Clave *k, uint node_num, uint &left_child, uint &right_child);
+               Clave* AddKeyOtherR (const Clave *k, uint node_num, uint &left_child, uint &right_child);
+               Clave* AddKeyLeafR (const Clave *k, uint node_num, uint &left_child, uint &right_child);
+
+               /* Funciones de Baja */
+               void DelKeyR (BTreeData *k, uint node, uint padre);
+               void DelKeyFromLeaf (Clave *k, uint node_num, uint padre);
+               void DelKeyFromNode (Clave *k, uint node_num, uint padre, uint left, uint right);
+               void FindBrothers (uint node_num, uint padre, uint &left, uint &right);
+               Clave *ReplaceKeyInFather (uint node_num, uint padre, Clave *k);
+               Clave *GetKey (uint node_num, char maxmin);
+               void JoinNodes (uint node1, uint node2, uint padre, int);
+
+               /* Funciones de Búsqueda */
+               BTreeFindResult *FindKeyR (const Clave *k, uint node);
+
+               /* Funciones de manejo de archivo */
+               void WriteFileHeader ();
+
+               /* Manejo de Bloques */
+               void WriteBlock (uchar *block, uint num);
+               uchar *ReadBlock (uint num);
+               uchar *NewBlock (uint &num);
+
+               /* Manejo de headers */
+               void ReadNodoHeader (uchar *node, BTreeNodeHeader *header);
+               void WriteNodoHeader (uchar *node, BTreeNodeHeader *header);
+
+               /* Manejo de claves en memoria */
+               std::list<BTreeData *> ReadKeys (uchar *node, BTreeNodeHeader &node_header);
+               void WriteKeys (uchar *node, BTreeNodeHeader &node_header, std::list<BTreeData *> &keys);
+               void DeleteKeys (std::list<BTreeData *> &keys);
+
+               /* Abreviacion de Claves */
+               void AbrevKey (std::list<BTreeData *> &lst);
+               void DeAbrevKey (std::list<BTreeData *> &lst);
+
+               std::string filename;
+               BTreeFileHeader header;
+               int key_type;
+               int tree_type;
+
+               /** Apunta al archivo de datos, asi se abre solo 1 vez
+                *
+                *  \todo Ver si vale la pena
+                */
+               FILE *fp;

 
 

-/** Borra una clave del arbol
- *
- *  \TODO Definir parametros
- */
-int btree_del (BTree *);

 
 

-/** Cierra el arbol y libera los recursos */
-int btree_close (BTree *);
+               /* DEBUG */
+       public:
+               void PrintNode (uint num);
+};

 
 #endif // _B_TREE_H
 
 
 #endif // _B_TREE_H