JPH0514938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子計算機システムにおけるデータ
検索方式に関し、特に木構造のインデクスを持つ
データの効率的な検索方式を提供するものであ
る。

〔発明の従来技術と問題点〕

従来より、複数の属性により識別されるデータ
の検索キーとして、それら各属性のコード名を繋
げて検索キーとし、一方、各データと検索キーと
の関係を木構造のインデクスとして設け、与えら
れた検索キーをもとにインデクスを辿つて目的と
するデータを見付ける方法は公知である。

しかし、従来のインデクスの構造及びその検索
方式は、必ずしも効率的とはいえず、特に所謂ワ
イルド・カード（wild card）検索には不便な点
が多かつた。

ここで、ワイルド・カード検索について説明す
ると、例えば（A.B.FORT）なるキーを持つデ
ータと、（A.C.FORT）なるキーを持つデータ
と、（A.D.FORT）なるキーを持つデータとがあ
るとき、検索キーとして（A.〓．FORT）を指
定すると上記３つのデータがすべて検索されるよ
うな方式をいう。つまり、検索項目としてドン
ト・ケア（don't care）な部分を持つ検索キーを
使用できるもので、非常に便利な機能である。

尚、このドント・ケア部分の指定記号には次の
３種類がある。

？ −−１文字（英数字及び記号） 〓 −−１〜８文字からなる１属性コード ％ −−任意の数の属性コード 尚、属性コードは１〜８文字であり、各属性コ
ード間はピリオドで区切るものとする。従つて属
性コードにはピリオドは使用できず、上記？、
〓、にもピリオドは含まれない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記ワイルド・カード検索が効率よ
く検索できるようなインデクス構造、及びその検
索方式を提供することを目的とする。以下図面に
より詳述する。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるワイルド・カ
ード検索方式の説明図であり、１はインデクス・
テーブル、２はリフアレンス・テーブル、３はス
タツク・テーブル、４，５，６は夫々各テーブル
の参照位置を示すポインタであり、夫々Ｉポイン
タ、Ｒポインタ、Ｓポインタと略称する。これら
はすべてデータ処理システムの主記憶装置上に設
けられる。また第２図は木構造のインデクスの例
を示す図である。

第２図ａにおいて、各枝の分岐点にある文字は
１つの属性コードを示し（以下ノード名という）、
最上位のノード名から最下位のノード名までのノ
ード名の連鎖が、ある１つのデータに対する検索
キーとなる。例えば、右端のデータは （A.M.PL1.Q）という検索キーにより検索され
るべきデータである。

また図中Ｔなる添字はそのノードがタイプノー
ドであることを示し、タイプノードより下位のレ
ベルは高々１つしかないものとする。

第２図ｂは同図ａを横書きにし、且つ同一レベ
ル内ではアルフアベツト順となるように並べ変え
たものである。

第１図のインデクス・テーブル１は欄がノー
ド名、欄がレベル番号、欄がタイプノードで
あることを示すフラグ、欄が次ポインタで、第
２図ｂから容易に作成される。次ポインタは、自
ノードと同一レベル又はより高レベルのノードで
あつて、此のテーブル上で次に現れるものの位置
を示す。但し図示例では、自ノードからの距離で
その位置を示している。テーブルの右側に図示さ
れた矢印は次ポインタの説明のためのものであ
る。

ここでタイプノード以上のレベルのノードだけ
に次のポインタを付加したが、これは、タイプノ
ード以下のレベルは、高々１レベルしかなく（最
下位レベル）、しかも、あるタイプノード配下の
エントリはノード名の昇順に詰められた形で配置
されている。従つて最下位レベルのあるエントリ
ーの次のキーを持つ同じ最下位レベルのエントリ
は、物理的に隣のエントリとなるため、次ポイン
タは不要である。

またインデクス・テーブル上での順番は、同一
レベルのノードがアルフアベツト順など一定の順
序に従うようにされる。

第１図のインデツクステーブルはノード名、そ
のノード名のレベル番号、次エントリポインタの
組を一つのエントリとし、これをノード名の文字
例を文字コード順に比較して、昇順に並べた例で
ある。このインデツクステーブルは、実際には複
数個のブロツクに分割されており、各ブロツクの
最初のエントリのノード名、すなわちそのブロツ
クで文字コード順の最も小さいノード名を「最小
キー」、最後のエントリのノード名、すなわちそ
のブロツクで文字コード順の最も大きいノード名
を「最大キー」と呼ぶ。

このようなインデクス・テーブルを用いて例え
ば（A.M.PL1，Ｑ）なる検索キーを持つデータ
を検索する一般的方法を説明する。

イ まず、１レベル目のＡについては特に問題は
ない。

ロ 次の２レベル目のＭを検索するため、１レベ
ル目のＡの次のノードを見る。

このノードのノード名はＤで、Ｍとは一致し
ない。そこで、次ポインタに従つて４つ先のノ
ードを見るとこれもDATAで一致しない。更
にその次ポインタに従つて２つ先のノードを見
ると、ノード名がＭで一致し目的の２レベル目
のノードが見つかつたなる。

ハ 次に３レベル目のPL1を探すために、ノード
Ｍの次のノードOBJから上記ロ）と同様の検
索を行なう。今度はOBJのポインタの指す２
つ先のノードがPL1でありすぐ見つかる。

ニ ノードPL1はタイプノードである。タイプノ
ードに達したときは、そのタイプノードの次ポ
インタが指す次のタイプノードまでの範囲を二
分検索法で検索すればよい。今の例ではすぐに
Ｑが見つかる。

このように、インデクス・テーブルにレベル番
号と、同一レベルの次のノード又はより高いレベ
ルを指すポインタとを設け、また必要により各種
のフラグを付加することにより、効率的に検索が
行なえる。

次に上記第１図にそつてワイルド・カード検索
の方式を述べる。尚、リフアレンス・テーブル２
及びスタツク・テーブル３には、ノード名及びそ
のレベル番号の欄が設けてある。

まず、〓によるワイルド・カード検索について
説明する。

ａ まず第１図のリフアレンス・テーブル２には
検索キー（A.〓．FORT）の各ノード名及び
そのレベル番号がセツトされる。スタツク・テ
ーブル３は最初クリアされている。また各ポイ
ンタ４，５，６はすべて初期値１となつて、第
１エントリを指している。

ｂ この状態で、まずリフアレンス・テーブル２
のＲポインタ５の指すエントリの内容とインデ
クス・テーブル１のＩポインタ４の指すエント
リの内容とを比較する。この例ではともにＡで
あり、且つレベル番号も一致するので、その内
容Ａ及びレベル番号をスタツク・テーブル３の
Ｓポインタ６の指すエントリに書き込む。しか
るのち各ポインタ４，５，６を１歩進して次レ
ベルの検索に移る。

ｃ 若し比較の結果一致しない時は、Ｉポインタ
４に次ポインタの値を加算して、そのエントリ
のレベルをみる。もし、レベルが今まで参照し
ていたエントリのレベルよりも高いレベルとな
つていれば、この検索キーに該当するデータは
無いということになる。レベルが同一であれ
ば、そのエントリのノード名をみる。一致して
いれば上記と同様にスタツク・テーブル３に書
き込んで、各ポインタ４，５，６を歩進して次
レベルの検索に移る。尚Ｉポインタ４は当該見
つかつたエントリの位置から１歩進させる。

尚、それでも見つからなければ、この検索キ
ーに該当するデータは無いということになる。

ｄ リフアレンス・テーブル２のＲポインタ５の
指すエントリが〓であるときは、レベル番号の
みを比較して一致するノード名があればそれを
スタツク・テーブル３に書き込み、各ポインタ
４，５，６を歩進して次レベルの検索に移る。

ｅ Ｒポインタ５の指示が、当該検索キーのノー
ド数（これは与えられた検索キーを見れば判る
ので予めＲポインタ５の上限値として保持して
おく）を越えたとき、スタツク・テーブル３中
には１つの見つかつたキーが完成していること
になる。従つて、スタツク・テーブル３の内容
を出力するか、または最下位レベルのノードに
付加されているデータ・アドレスを出力する。

ｆ 尚、このときＩポインタ４がインデクス・テ
ーブル１の最後に到達していない場合は、それ
以降に別の該当キーが存在する可能性がある。
そこで、さらにＩポインタ４を順次歩進して、
当該エントリのレベル番号に応じてＲポインタ
５及びＳポインタ６を同一レベルに合せ、イン
デクス・テーブル１の内容とリフアレンス・テ
ーブル２の内容とを比較していく。

一旦１つのキーが見つかつたときは、Ｉポイ
ンタは最下位レベルのエントリを指している筈
であり、その次のエントリはより上位のレベル
の筈である。従つて、リフアレンス・テーブル
２において、Ｒポインタ５が上限値に達するた
びに、新たなキーが見つかつたことになる。

ｇ Ｉポインタ４がインデクス・テーブル１の最
終値に一致すれば、検索終了したことになる。

ｈ 尚、〓が複数箇所に存在する検索キーの場合
も、上記と全く同様にして検索できる。何れの
場合もインデクス・テーブル１上では一回のみ
走査すれば検索は終了である。

次に？によるワイルド・カード検索について説
明する。？は１つのノード名のなかの１文字につ
いてドント・ケア扱いにするものである。よつて
上記〓による検索におけるノード名比較の際
に、？部分に対応する位置の文字をマスクして比
較すればよく、あとは上記ａ）〜ｈ）と同様であ
る。

次に、％によるワイルド・カード検索方式につ
いて述べる。この場合は上記と若干異なる検索手
順となる。

ｉ 初期状態は上記ａ）と同じである。また％が
出現するまでは上記ｂ）ｃ）と同じである。

ｊ リフアレンス・テーブル２上で％が出現した
ら、インデクス・テーブル１上の当該レベルか
ら最下位レベルまでの一連のノード名をスタツ
ク・テーブル３上に展開し、リフアレンス・テ
ーブル２と各ノード名を比較して、最下位レベ
ルまで一致すれば正解として出力する。

ｋ 他の正解を検索するために、上記％が出現し
たレベルのインデクス・テーブル１の次ポイン
タを利用して、同一レベル（この場合はより高
いレベルは含まない）で別のノード名が無いか
否かを調べる。もし有れば上記ｊ）と同様の処
理をする。もしインデクス・テーブル１の最後
まで達すれば、検索は終了である。

ｌ 上記ｊ）の比較照合における途中に％が出現
した場合には、より下位のレベルの％の位置に
ついて上記ｋ）の処理を行ない、それを順次上
位のレベルの％の位置について、再帰的に行な
えばよい。

以上の如くにして、ワイルド・カード検索が可
能である。

又、インデクス・テーブルが大きくなると、そ
れを複数のブロツクに分割して各ブロツク毎に取
り扱うことが行なわれるが、この分割に際しても
従来の分割方法はワイルド・カード検索には不便
であつた。

従来はインデクス・テーブルを複数のブロツク
に分割したとき、補助インデクス・テーブルを設
け、その中に各ブロツクを代表するキーとして、
各ブロツクの最大キー（第１図のインデクス・テ
ーブル１でいえば一番下のエントリに記載された
ノードに対応するキー）を使用していた。しかし
例えばｎブロツク目の最大キーが（A.B.C）ｎ＋
１ブロツク目の最小キーが（A.D.B）のとき、新
たに（A.B.E）なるキーのデータを登録しようと
すると、これはｎブロツク目の最大キーより大き
いので、ｎ＋１ブロツク目に挿入しなければなら
ない。（もしｎブロツク目に挿入せんとすると、
ｎブロツクの代表キーを変更せねばならなくな
る。）その結果、（A.B.〓）のようなワイルド・
カード検索の際にはｎ，ｎ＋１の両ブロツクを参
照する必要が生じ、検索処理が複雑となる。

そこで本発明では、補助インデクス・テーブル
に登録するキーとして、対応ブロツクの最大キー
ではなく、その次のブロツクの最小キーを登録し
ておく。そして新データの挿入に際しては、その
データのキーより大きい補助インデクス・キーを
持つブロツクに挿入するようにする。

第３図は本発明の一実施例による分割インデク
ス・テーブル１１，１２，１３と補助インデク
ス・テーブル１４を示している。この場合、例え
ば（A.M.OBJ.P）なる挿入キーはブロツク１２
に挿入されることとなり、且つ補助インデクス・
キーの変更も不要である。そして（A.M.OBJ.
〓）なるワイルド・カード検索はブロツク１２に
ついてのみの処理で可能となる。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明のインデクス・テーブルを
用いることにより、ワイルド・カード検索が簡単
なアルゴリズムで簡単なテーブルを用いて実現出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は
木構造のインデクスの一例を示す図、第３図は複
数ブロツクに分割したインデクスの一実施例を示
す図であり、 図中、１はインデクス・テーブル、２はリフア
レンス・テーブル、３はスタツク・テーブル、
４，５，６は各テーブルのポインタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の属性コードの連鎖を検索キーとするデ
   ータの検索を、該検索キーと各データとの関係を
   示す木構造のインデクスを用いて検索する方式に
   おいて、 上記インデクスを格納するインデクス・テーブ
   ル１として各エントリに、少なくとも上記属性コ
   ードに相当するノード名と該ノード名のレベル番
   号と該レベル番号と同一又はより上位のレベル番
   号であつて該テーブル上で次に現れるエントリを
   指すポインタとを格納したインデクス・テーブル
   を設け、また、 与えられる検索キーのノード名とレベル番号と
   にもとづき、上記インデクス・テーブルを辿つて
   目的のデータを検索する手段を設けたことを特徴
   とする木構造インデクスの検索方式。 ２ 上記検索手段には、検索キーを各ノード名と
   レベル番号との対として格納するリフアレンス・
   テーブル２と、該リフアレンス・テーブルの各ノ
   ード名及びレベル番号と上記インデクス・テーブ
   ルの各ノード名及びレベル番号とを比較照合する
   手段と、比較した結果一致したノード名及びレベ
   ル番号を順次組み立てるスタツク・テーブル３と
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の木構造インデクスの検索方式。 ３ 上記インデクス・テーブル１は複数のブロツ
   ク１１，１２，１３と、各ブロツクの代表キーを
   格納した補助インデクス・テーブル１４とから成
   り、且つ補助インデクス・テーブルの各代表キー
   としては該当するブロツクの次のブロツクにおけ
   る最小のキーを格納してあることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の木構造イ
   ンデクスの検索方式。