12.3 索引文件

• 索引表
  一张指示文件的 逻辑记录 和 物理记录 之间的对应关系的表
  如下图
  

• 索引项
  索引表 中的每个记录。
  每个 索引项（记录） 都由 关键字 和 指针 组成

• 索引文件
  包括 文件数据区 和 索引表 两大部分的文件叫作 索引文件
文件数据区 存放 主文件
索引表 既可以是一级，也可以有多级索引

• 索引文件有两种：
  索引顺序文件 ：索引项总是按关键字有序，数据区 按关键字有序
  索引非顺序文件 ：索引项 总是按关键字有序，数据区 不按关键字顺序排列

• 索引表 是由 系统程序 自动生成的。
  在记录输入建立数据区的同时建立一个索引表，表中的 索引项 按 记录输入的先后次序 排列，待全部记录输入完毕再对索引表进行排序。
  如下图，是个 索引非顺序文件：
  

• 索引文件的检索方式
  直接存取
  按关键字存取

• 检索
  查找索引表，若索引表上存在该记录，则根据索引项的指示读取 外存 上该记录；否则说明外存上不存在该记录，也就是不需要访问外存。
  一般来说，索引项 的长度比 主文件记录 小的多，通常可以将索引表依次读入内存，由此在索引文件中进行检索只访问外存两次，一次读索引，一次读记录。
  由于 索引表 是有序的，则查找索引表时可以用 折半查找法 。

• 修改
  删除一个记录，仅需删除相应的索引项
  插入一个记录时，应将 记录 置于 数据区的末尾 ，同时在索引表的合适位置插入索引项（索引表有序）
  更新记录时，应将更新后的记录置于数据区的末尾，同时修改索引表相应的索引项（保持索引表的有序性）

• 多级索引表
  当 记录数目 很大时，索引表 也很大，一个物理块可能装不下，就是无法一次从外存读入内存，仍需要多次访问外存。
  为此可以对索引表建立一个索引，称为查找表。
  如下图b，假设下图的 索引表b 需要占用 3个物理块的内存，每个物理块 容纳 3个索引
  
  为 上图b索引表 建立的 查找表 如下
  
  检索记录时，先查找 查找表 ，再查 索引表 ，然后 读取记录 。3次访问外存即可。
  若 查找表 中项目还多，则可以建立 更高一级索引 ，通常最高可有四级索引：
  第三查找表 --> 第二查找表 --> 查找表 --> 索引表 --> 数据文件

• 静态索引
  各级索引 均为 顺序表结构 。
  优点：结构简单
  缺点：修改不方便，每次修改都要重组索引（当数据文件在使用过程中 记录变动较多 时，应采用 动态索引 ）

• 动态索引
  索引表采用 查找树表 （二叉排序树，B-树，键树）或者 哈希表。
  它们本身就是 层次结构，无需建立多级索引
  建立索引表的过程 即 排序的过程
  插入或者删除记录时，修改索引方便
  使用查找树表作索引时，查找索引所需访问的外存次数的最大值 恰为 查找树的深度 （比较次数 + 1次访问外存读取主文件记录 = 深度 ）

• 稠密索引
  数据文件中记录不按关键字顺序排列，则必须对每个记录建立一个索引项，如此建立的索引表称之为稠密索引。
  此时若索引查找不成功时不需要去查找主文件，即可以进行 预查找
  缺点是索引表占据的存储空间较大

• 非稠密索引
  若数据文件中的记录按关键字顺序有序，则可对一组记录建立一个索引项，这种索引表称之为非稠密索引。