WO2011064984A1

WO2011064984A1 - ビット列検索装置、検索方法及びプログラム

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Publication number: WO2011064984A1
Application number: PCT/JP2010/006834
Authority: WO
Inventors: 敏男新庄; 光裕國分
Original assignee: 株式会社エスグランツ
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2011-06-03
Also published as: US20120239664A1; EP2515245A1; CN102741841A

Abstract

ブランチノードは弁別ビット位置を含み、そのリンク先のノード対の代表ノードは、ブランチノードの配置された配列のノード参照番号の２倍のノード参照番号の配列要素に配置する。リーフノードはインデックスキーを含みツリーの最下段にのみ配置する。検索キーの弁別ビット位置のビット値を分岐先情報として全てのブランチノードについて求めておき、リンク先のノードの配置された配列要素のノード参照番号は、リンク元のブランチノードのノード参照番号を２倍し、分岐先情報と加算して求める。

Description

ビット列検索装置、検索方法及びプログラム

本発明は、ビット列検索の技術に関し、特にカップルドノードツリーを用いたビット列検索に関する。

近年、社会の情報化が進展し、大規模なデータベースが各所で利用されるようになってきている。このような大規模なデータベースからレコードを検索するには、各レコードの記憶されたアドレスと対応づけられたレコード内の項目をインデックスキーとして検索をし、所望のレコードを探し出すことが通例である。また、全文検索における文字列も、文書のインデックスキーと見なすことができる。

そして、それらのインデックスキーはビット列で表現されることから、データベースの検索はビット列データの検索に帰着されるということができる。
ビット列データを検索するビット列検索に関するものとして、下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３等に開示されたカップルドノードツリーを用いた検索技術がある。

図１Ａに示すのは、従来の、配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。
図１Ａを参照すると、ノード１０１が配列１００の配列番号１０の配列要素に配置されている。ノード１０１はノード種別１０２、弁別ビット位置１０３及び代表ノード番号１０４で構成されている。ノード種別１０２は０であり、ノード１０１がブランチノードであることを示している。弁別ビット位置１０３には１が格納されている。代表ノード番号１０４にはリンク先のノード対の代表ノードの配列番号２０が格納されている。なお、以下では表記の簡略化のため、代表ノード番号に格納された配列番号を代表ノード番号ということもある。また、代表ノード番号に格納された配列番号をそのノードに付した符号あるいはノード対に付した符号で表すこともある。

配列番号２０の配列要素には、ノード対１１１の代表ノードであるノード［０］１１２が格納されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号２０＋１）に代表ノードと対になるノード［１］１１３が格納されている。ノード［０］１１２のノード種別１１４には０が、弁別ビット位置１１５には３が、代表ノード番号１１６には３０が格納されている。またノード［１］１１３のノード種別１１７には１が格納されており、ノード［１］１１３がリーフノードであることを示している。インデックスキー１１８には、“０００１”が格納されている。

なお、代表ノードをノード［０］で表し、それと対になるノードをノード［１］で表すことがある。また、ある配列番号の配列要素に格納されたノードを、その配列番号のノードということがあり、ノードの格納された配列要素の配列番号を、ノードの配列番号ということもある。
配列番号３０及び３１の配列要素に格納されたノード１２２とノード１２３からなるノード対１２１の内容は省略されている。

ノード［０］１１２、ノード［１］１１３、ノード１２２、及びノード１２３の格納された配列要素にそれぞれ付された０あるいは１は、検索キーで検索を行う場合にノード対のどちらのノードにリンクするかを示すものである。前段のブランチノードの弁別ビット位置にある検索キーのビット値である０か１を代表ノード番号に加えた配列番号のノードにリンクする。
したがって、前段のブランチノードの代表ノード番号に、検索キーの弁別ビット位置のビット値を加えることにより、リンク先のノードが格納された配列要素の配列番号を求めることができる。
なお、上記の例では代表ノード番号をノード対の配置された配列番号のうち小さい方を採用しているが、大きいほうを採用することも可能であることは明らかである。

図１Ｂは、従来のカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図である。
符号２１０ａで示すのが図１Ｂに例示するカップルドノードツリー２００のルートノードである。図示の例では、ルートノード２１０ａは配列番号２２０に配置されたノード対２０１ａの代表ノードとしている。

ツリー構造としては、ルートノード２１０ａの下にノート対２０１ｂが、その下層にノード対２０１ｃとノード対２０１ｆが配置され、ノード対２０１ｆの下層にはノード対２０１ｈとノード対２０１ｇが配置されている。ノード対２０１ｃの下にはノード対２０１ｄが、さらにその下にはノード対２０１ｅが配置されている。

各ノードの前に付された０あるいは１の符号は、図１において説明した配列要素の前に付された符号と同じである。検索キーの弁別ビット位置のビット値に応じてツリーをたどり、検索対象のリーフノードを見つけることになる。

図示された例では、ルートノード２１０ａのノード種別２６０ａは０でブランチノードであることを示し、弁別ビット位置２３０ａは０を示している。代表ノード番号は２２０ａであり、それはノード対２０１ｂの代表ノード２１０ｂの格納された配列要素の配列番号である。
ノード対２０１ｂはノード２１０ｂと２１１ｂで構成され、それらのノード種別２６０ｂ、２６１ｂはともに０であり、ブランチノードであることを示している。ノード２１０ｂの弁別ビット位置２３０ｂには１が格納され、リンク先の代表ノード番号にはノード対２０１ｃの代表ノード２１０ｃの格納された配列要素の配列番号２２０ｂが格納されている。

ノード２１０ｃのノード種別２６０ｃには１が格納されているので、このノードはリーフノードであり、したがって、インデックスキーを含んでいる。インデックスキー２５０ｃには“０００１１１”が格納されている。一方ノード２１１ｃのノード種別２６１ｃは０、弁別ビット位置２３１ｃは２であり、代表ノード番号にはノード対２０１ｄの代表ノード２１０ｄの格納された配列要素の配列番号２２１ｃが格納されている。
ノード２１０ｄのノード種別２６０ｄは０、弁別ビット位置２３０ｄは５であり、代表ノード番号にはノード対２０１ｅの代表ノード２１０ｅの格納された配列要素の配列番号２２０ｄが格納されている。ノード２１０ｄと対になるノード２１１ｄのノード種別２６１ｄは１であり、インデックスキー２５１ｄには“０１１０１０”が格納されている。
ノード対２０１ｅのノード２１０ｅ、２１１ｅのノード種別２６０ｅ、２６１ｅはともに１であり双方ともリーフノードであることを示し、それぞれのインデックスキー２５０ｅ、２５１ｅにはインデックスキーとして“０１００１０”と“０１００１１”が格納されている。

ノード対２０１ｂのもう一方のノードであるノード２１１ｂの弁別ビット位置２３１ｂには２が格納され、リンク先の代表ノード番号にはノード対２０１ｆの代表ノード２１０ｆの格納された配列要素の配列番号２２１ｂが格納されている。
ノード対２０１ｆのノード２１０ｆ、２１１ｆのノード種別２６０ｆ、２６１ｆはともに０であり双方ともブランチノードである。それぞれの弁別ビット位置２３０ｆ、２３１ｆには５、３が格納されている。ノード２１０ｆの代表ノード番号にはノード対２０１ｇの代表ノード２１０ｇの格納された配列要素の配列番号２２０ｆが格納され、ノード２１１ｆの代表ノード番号にはノード対２０１ｈの代表ノードであるノード［０］２１０ｈの格納された配列要素の配列番号２２１ｆが格納されている。
ノード対２０１ｇのノード２１０ｇ、２１１ｇのノード種別２６０ｇ、２６１ｇはともに１であり双方ともリーフノードであることを示し、それぞれのインデックスキー２５０ｇ、２５１ｇには“１０００１０”と“１０００１１”が格納されている。
また同じくノード対２０１ｈの代表ノードであるノード［０］２１０ｈとそれと対をなすノード［１］２１１ｈのノード種別２６０ｈ、２６１ｈはともに１であり双方ともリーフノードであることを示し、それぞれのインデックスキー２５０ｈ、２５１ｈには“１０１０１１”と“１０１１００“が格納されている。

次に、上述のカップルドノードツリーを用いた基本的な検索処理について説明する。以下の説明においては、特に図示されてはいないが、処理の途中で得られた各種の値を後の処理で用いるためにそれぞれの処理に応じた一時記憶領域が用いられる。また、あるデータ格納領域に格納されるデータ自体にデータ格納領域の符号を付して説明する場合があるし、データ自体の名前をそのデータを格納する一時記憶領域の名前として用いることもある。

図２は、従来のカップルドノードツリーを用いたビット列検索の処理フロー例を説明する図である。
まず、ステップＳ２０１で、検索開始ノードの配列番号を取得する。取得された配列番号に対応する配列は、カップルドノードツリーを構成する任意のノードを格納したものである。検索開始ノードの指定は、オペレータからの入力によってもよいし、図２に例示する処理を利用するアプリケーションプログラムによるものでもよい。
取得された検索開始ノードの配列番号は、図示しない検索開始ノード設定エリアに設定されるが、この検索開始ノード設定エリアは、先に述べた「処理の途中で得られた各種の値を後の処理で用いるためにそれぞれの処理に応じた一時記憶領域」の一つである。以下の説明では、「図示しない検索開始ノード設定エリアに設定する」のような表現に変えて、「検索開始ノードの配列番号を得る。」、「検索開始ノードとして設定する」あるいは単に「検索開始ノードに設定する」のように記述することもある。

次に、ステップＳ２０２で、探索経路スタックに取得された配列番号を格納し、ステップＳ２０３で、その配列番号に対応する配列要素を参照すべきノードとして読み出す。そして、ステップＳ２０４で、読み出したノードから、ノード種別を取り出し、ステップＳ２０５で、ノード種別がブランチノードであるか否かを判定する。
ステップＳ２０５の判定において、読み出したノードがブランチノードである場合は、ステップＳ２０６に進み、ノードから弁別ビット位置についての情報を取り出し、更に、ステップＳ２０７で、取り出した弁別ビット位置に対応するビット値を検索キーから取り出す。そして、ステップＳ２０８で、ノードから代表ノード番号を取り出して、ステップＳ２０９で、検索キーから取り出したビット値と代表ノード番号とを加算し、新たな配列番号として、ステップＳ２０２に戻る。

以降、ステップＳ２０５の判定においてリーフノードと判定されてステップＳ２１０に進むまで、ステップＳ２０２からステップＳ２０９までの処理を繰り返す。ステップＳ２１０で、リーフノードからインデックスキーを検索結果キーとして取り出して、処理を終了する。

ルートノードを検索開始ノードとして図１Ｂに例示するカップルドノードツリー２００からインデックスキー“１０００１０”を検索する処理を簡単に説明する。弁別ビット位置は、最上位ビットの位置から０、１、２、・・・とする。

検索開始ノードがルートノードであるので、ビット列“１０００１０”を検索キーとしてルートノード２１０ａから処理をスタートする。ルートノード２１０ａの弁別ビット位置２３０ａは０であるので、検索キー“１０００１０”の弁別ビット位置が０のビット値をみると１である。そこで代表ノード番号の格納された配列番号２２０ａに１を加えた配列番号の配列要素に格納されたノード２１１ｂにリンクする。ノード２１１ｂの弁別ビット位置２３１ｂには２が格納されているので、検索キー“１０００１０”の弁別ビット位置が２のビット値をみると０であるから、代表ノード番号の格納された配列番号２２１ｂの配列要素に格納されたノード２１０ｆにリンクする。
ノード２１０ｆの弁別ビット位置２３０ｆには５が格納されているので、検索キー“１０００１０”の弁別ビット位置が５のビット値をみると０であるから、代表ノード番号の格納された配列番号２２０ｆの配列要素に格納されたノード２１０ｇにリンクする。
ノード２１０ｇのノード種別２６０ｇは１でありリーフノードであることを示しているので、インデックスキー２５０ｇを検索結果キーとして読み出す。このようにしてカップルドノードツリーを用いた検索が行われる。なお、検索結果キーを検索キーと比較すると両方とも“１０００１０”であって一致している。

上述の図２に示すフローチャート例では、検索処理をノードからインデックスキーを検索結果キーとして取り出すことで終了しているが、さらに検索結果キーと検索キーの一致判定を行い、一致すれば検索成功とし、一致しなければ検索失敗とすることもできる。

図１Ａ及び図１Ｂに示すカップルドノードツリーのリーフノードは、リーフノードインデックスキーを直接含むものであり、図２に示す検索処理は、リーフノードからインデックスキーを取り出すものである。このリーフノードの構成と検索処理におけるインデックスキーの取り出しは、特許文献１及び特許文献２に開示されたものと同様である。

一方、特許文献３に開示されたカップルドノードツリーのリーフノードには、インデックスキーに替えて、インデックスキーの記憶された記憶領域の位置を示すポインタである参照ポインタが格納されている。そして、検索処理におけるインデックスキーの取り出しは、リーフノードから参照ポインタを取り出し、参照ポインタの指す記憶領域にアクセスすることにより行われる。
また、特許文献４には、カップルドノードツリーのノードを順次巡回して退避することが記載されている。

特開２００８－０１５８７２号公報特開２００８－１１２２４０号公報特開２００８－２６９５０３号公報特開２００８－２６９１９７号公報

カップルドノードツリーは、それ以前に検索処理に用いられていたツリーと比べてツリーを記憶する記憶容量が少ないという特徴を有する。しかしながら、検索対象のデータサイズが非常に大きくなると、より小さい容量の記憶手段に配置可能なツリー構造であることが望ましい。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、より小さい容量の記憶手段に配置可能なカップルドノードツリーのツリー構造を提供することである。

本発明によれば、カップルドノードツリーの各ノードは、ツリー上の位置に応じた配列の配列要素に配置される。ルートノードの配置される配列要素の配列番号は１とされ、ブランチノードのリンク先のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号は、ブランチノードが配置された配列要素の配列番号を２倍することにより求められる。したがって、本発明によるブランチノードは、代表ノード番号を含む必要がない。

本発明の第１の態様によれば、ブランチノードはノード種別と弁別ビット位置を含むが、代表ノード番号は含まない。また、リーフノードは、ノード種別とインデックスキーあるいはインデックスキーにアクセスするための情報を含む。インデックスキーにアクセスするための情報は、上述の特許文献３に記載されたインデックスキーの記憶された記憶領域の位置を示す参照ポインタであってもよいし、それに限らず、インデックスキーの記憶された記憶領域の位置を求める索引のインデックスであってもよい。

また、本発明の第２の態様によれば、検索対象のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値“０”あるいは“１”を挿入したものによりカップルドノードツリーを構成し、同様に検索キーの、検索対象のインデックスキーと同一の特定のビット位置に同一の特定のビット値“０”あるいは“１”を挿入したものにより検索を行う。そして、ブランチノードとリーフノードはノード種別を含まず、ブランチノードは弁別ビット位置を含むが代表ノード番号は含まず、リーフノードはインデックスキーあるいはインデックスキーにアクセスするための情報を含む。
そして、リーフノードは、カップルドノードツリーの最大段数をＮとしたとき、Ｎ段目にのみ存在し、かつＮ段目にはリーフノードしか存在しないようにツリーを構成することにより、ノードの種別の判別を可能としている。したがって、検索処理は、ルートノードから最終段であるＮ段目のノードまでのリンク動作を繰り返すことで行われる。

また、本発明の第３の態様によれば、検索対象のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値“０”あるいは“１”を挿入したものによりカップルドノードツリーを構成し、同様に検索キーの、検索対象のインデックスキーと同一の特定のビット位置に同一の特定のビット値“０”あるいは“１”を挿入したものにより検索を行う。そして、ブランチノードとリーフノードはノード種別を含まず、ブランチノードは弁別ビット位置を含むが代表ノード番号は含まず、リーフノードはインデックスキーあるいはインデックスキーにアクセスするための情報を含む。
リーフノードは、カップルドノードツリーの最大段数をＮとしたとき、Ｎ段目にのみ存在し、かつＮ段目にはリーフノードしか存在しないようにツリーを構成することにより、ノードの種別の判別を可能としている。
　すなわち、本発明の第３の態様によれば、カップルドノードツリーの構成は、本発明の第２の実施形態のものと同様である。
しかし、本発明の第３の実施形態においては、検索キーによる検索処理の始めに、ブランチノードの弁別ビット位置と検索キーのビット値により、各ブランチノードにおけるリンク先においてノード位置［０］とノード位置［１］のどちらに分岐するかを示す分岐先情報を求める。そして、検索処理は、ルートノードから最終段であるＮ段目のノードまでの各段の分岐先情報をたどるリンク動作を繰り返すことにより行われる。

本発明によれば、ブランチノードは少なくともリンク先を識別する代表ノード番号を含まないので、ノードのサイズを小さくすることができる。例えばインデックキーの数が１６とすると、リーフノードのサイズを規定するインデックスキーを表現するためのビット数は４である。一方、従来のブランチノードのサイズを規定する弁別ビット位置に必要なビット数は２、代表ノード番号に必要なビット数は、ルートノードを含めたリンク先となるノード対の数が１＋１＋２＋４＋８＝１６であることから４であるので、必要なビット数は合計で６となる。

したがって、従来のブランチノードは、リーフノードと比べて大きな記憶容量を必要としていた。この記憶容量の差は、インデックスキーの数が大きくなるとさらに拡大する。しかし、本発明によれば、代表ノード番号を格納する記憶領域が必要なくなることから、カップルドノードツリーを配置する配列のサイズを小さくすることができる。

また、本発明の第２の実施形態及び第３の実施形態によれば、カップルドノードツリーを配置する配列のサイズを小さくすることに加えて、検索処理におけるノード種別の判定による分岐動作が削除されるので、処理速度を向上させることができる。

従来の、配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。従来のカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図である。従来のカップルドノードツリーを用いたビット列検索の処理フロー例を説明する図である。本発明を実施するためのハードウェア構成例を説明する図である。本発明の第１の実施形態における配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係るカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図である。本発明の第１の実施形態におけるビット列検索装置の機能ブロック構成例を説明する図である。本発明の第１の実施形態におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。本発明の第１の実施形態におけるカップルドノードツリーを用いた検索例を示す図である。本発明の第２の実施形態における配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。本発明の第２の実施形態に係るカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図である。本発明の第２の実施形態におけるビット列検索装置の機能ブロック構成例を説明する図である。本発明の第２の実施形態におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。本発明の第２の実施形態におけるリンク先の配列番号を求める処理フロー例を説明する図である。本発明の第２の実施形態におけるカップルドノードツリーを用いた検索例を示す図である。本発明の第１の実施形態の変形例における配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。本発明の第１の実施形態の変形例におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。本発明の第２の実施形態の変形例における配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。本発明の第２の実施形態の変形例におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。リンク先の配列番号を求める処理フロー例を説明する図である。本発明の第１及び第２の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の前段の処理フロー例を説明する図である。本発明の第１及び第２の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の後段の処理フロー例を説明する図である。巡回開始ノードよりツリーを巡回し、ノードをポインタレスツリーに格納する処理フロー例を説明する図である。本発明の第１の実施形態におけるノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図である。本発明の第２の実施形態におけるノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図である。変換前のツリーの最大段数を求める処理フロー例を説明する図である。巡回開始ノードよりツリーを巡回し、ノードの段数をカウントして巡回済みノードの最大段数を求める処理フロー例を示す図である。本発明の第３の実施形態における検索処理の概念を説明する図である。本発明の第３の実施形態における検索処理の処理フロー例を説明する図である。検索キーによりブランチノード配列から分岐先配列を求める処理フロー例を説明する図である。弁別ビット位置と検索キーにより、分岐先配列に分岐先情報を設定する処理フロー例を説明する図である。分岐先配列をもとにリーフノード配列のノード参照番号を求める処理フロー例を説明する図である。分岐先情報により次段のノードの配列番号を求める処理フロー例を説明する図である。分岐先情報によりリーフノード配列のノード参照番号を求める処理フロー例を説明する図である。本発明の第３の実施形態におけるビット列検索装置の機能ブロック構成例を説明する図である。本発明の第３の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の前段の処理フロー例を説明する図である。本発明の第３の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の後段の処理フロー例を説明する図である。本発明の第３の実施形態におけるブランチノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図である。本発明の第３の実施形態におけるリーフノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図である。変換前のツリーの最大段数を求める処理の前段の処理フロー例を説明する図である。変換前のツリーの最大段数を求める処理の後段の処理フロー例を説明する図である。

図３は、本発明を実施するためのハードウェア構成例を説明する図である。本発明の検索装置による検索処理は中央処理装置３０２及びキャッシュメモリ３０３を少なくとも備えたデータ処理装置３０１によりデータ格納装置３０８を用いて実施することができる。カップルドノードツリーが配置される配列３０９と検索中にたどるノードが格納された配列要素の配列番号を記憶する探索経路スタック３１０を有するデータ格納装置３０８は、主記憶装置３０５または外部記憶装置３０６で実現することができ、あるいは通信装置３０７を介して接続された遠方に配置された装置を用いることも可能である。
なお、リーフノードにインデックスキーではなくインデックスキーにアクセスするための情報を格納する場合には、データ格納装置には、インデックスキーを記憶する記憶領域が設けられる。

図３の例示では、主記憶装置３０５、外部記憶装置３０６及び通信装置３０７が一本のバス３０４によりデータ処理装置３０１に接続されているが、接続方法はこれに限るものではない。また、主記憶装置３０５をデータ処理装置３０１内のものとすることもできるし、探索経路スタック３１０を中央処理装置３０２内のハードウェアとして実現することも可能である。あるいは、配列３０９は外部記憶装置３０６に、探索経路スタック３１０を主記憶装置３０５に持つなど、使用可能なハードウェア環境、インデックスキー集合の大きさ等に応じて適宜ハードウェア構成を選択できることは明らかである。
また、特に図示されてはいないが、処理の途中で得られた各種の値を後の処理で用いるためにそれぞれの処理に応じた一時記憶装置が用いられることは当然である。

次に図４Ａ～図７を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図４Ａは、本発明の第１の実施形態における配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。図１Ａに示す構成例と比べると、ブランチノードから代表ノード番号を格納する領域がなくなっている。また、配列番号は、１から１５への連続した番号のものが記載されている。

図４Ａを参照すると、ルートノード４０１が配列４００の配列番号１の配列要素に配置されている。ルートノード４０１はノード種別４０２及び弁別ビット位置４０３で構成されている。ノード種別４０２は０であり、ルートノード４０１がブランチノードであることを示している。弁別ビット位置４０３には１が格納されている。

配列番号が１であるルートノード４０１からの点線の矢印４１０で示すリンク先ノード対４１１の代表ノードであるノード［０］４１２は、ツリー上で直近上位に位置する親ノードであるルートノード４０１の配列番号１の２倍の値を持つ配列番号２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号３）に代表ノードと対になるノード［１］４１３が配置されている。ノード［０］４１２のノード種別には１が格納されており、ノード［０］４１２がリーフノードであることを示している。インデックスキー４１８には、“０００１”が格納されている。一方、ノード［１］４１３のノード種別には０が格納されており、ノード［１］４１３がブランチノードであることを示している。ブランチノード４１３の弁別ビット位置には３が格納されている。

配列番号が３であるブランチノード４１３からの点線の矢印４２０で示すリンク先ノード対４２１の代表ノードであるノード４２２は、親ノードであるノード４１３の配列番号３の２倍の値を持つ配列番号６の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号７）に代表ノードと対になるノード４２３が配置されている。ノード４２２のノード種別には０が格納されており、ノード４２２がブランチノードであることを示している。ブランチノード４２２の弁別ビット位置には４が格納されている。また、ノード４２３のノード種別にも０が格納されており、ノード４２３がブランチノードであることを示している。ブランチノード４２２の弁別ビット位置には５が格納されている。

そして、配列番号４及び配列番号５の配列要素には、ノードは配置されていない。
上述の例示から明らかなとおり、リンク先のノード対の代表ノードの配列番号は、親ノードの配列番号の２倍となる。

そこで、配列番号が６であるブランチノード４２２からの点線の矢印４３０で示すリンク先ノード対４３１の代表ノードであるノード４３２は、配列番号１２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号１３）に代表ノードと対になるノード４３３が配置されている。ノード４３２及びノード４３３の内容の記載は省略されている。

同様に、配列番号が７であるブランチノード４２３からの点線の矢印４４０で示すリンク先ノード対４４１の代表ノードであるノード４４２は、配列番号１４の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号１５）に代表ノードと対になるノード４４３が配置されている。ノード４４２及びノード４４３の内容の記載は省略されている。
また、配列番号８から配列番号１１の配列要素には、ノードは配置されていない。

図４Ｂは、本発明の第１の実施形態におけるカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図である。図１Ｂに示すカップルドノードツリー２００のツリー構造と比べると、図４Ｂに示すカップルドノードツリー２００ａのリーフノードについては同一であり、ブランチノードの弁別ビット位置の値も図１Ｂに示すものと同一なので、ツリー自体の分岐パターンも同一である。しかし、ブランチノードは、リンク先のノード対の代表ノードの配列番号である代表ノード番号を含まない。代表ノード番号はブランチノードの配列番号を２倍することにより得られるので、代表ノード番号によるリンク先への結合を、代表ノード番号の符号を付した点線の矢印により表している。また、各ノードを示す符号の近傍に、各ノードが配置される配列要素の配列番号を、ルートノード２１０ａに対して［１］のように表示している。代表ノード番号と配列番号の表記以外は図１Ｂに記載したものと同じなので、これ以上の説明は省略する。

図５は、本発明の第１の実施形態におけるビット列検索装置の機能ブロック構成例を説明する図である。
図５に例示する本実施態様に係るビット列検索装置５００は、検索ツリー記憶手段５１０、検索開始位置設定手段５２０、ノード読出手段５３０、ノード種別判定手段５４０、検索キー設定手段５５０、ノードリンク手段５６０及び検索結果出力手段５７０を備えている。

検索ツリー記憶手段５１０の記憶領域には配列が確保され、その配列にカップルドノードツリーが配置される。検索開始位置設定手段５２０には、検索開始ノードの配列番号が設定される。ルートノードを検索開始ノードとする場合は、配列番号として１が設定される。検索開始位置の設定は、検索処理の結果を利用するユーザにより設定することができる。

ノード読出手段５３０は、検索開始位置設定手段５２０に設定された配列番号の検索開始ノード、あるいはノードリンク手段５６０により設定された配列番号のリンク先のノードを読み出す。ノード種別識別手段５４０は、ノード読出手段５３０が読みだしたノードの種別を判定し、リーフノードであればそのリーフノードを検索結果出力手段５７０に渡し、ブランチノードであればそのブランチノードをノードリンク手段５６０に渡す。

検索キー設定手段５５０には、検索キーが設定される。検索キーの設定は、検索処理の結果を利用するユーザにより設定することができる。ノードリンク手段５６０は、ノード種別判定手段５４０から渡されたブランチノードの弁別ビット位置にある、検索キー設定手段５５０に設定された検索キーのビットの値とブランチノードの配置されている配列要素の配列番号を２倍した値を加算した値を、次に読み出すノードの配置された配列要素の配列番号として設定する。

検索結果出力手段５７０は、ノード種別判定手段５４０から渡されたリーフノードからインデックスキーあるいはインデックスキーにアクセスするための情報を取り出す。リーフノードから取り出すものがインデックスキーであるときは、そのインデックスキーを検索結果キーとして出力する。リーフノードから取り出すものがインデックスキーにアクセスするための情報であるときは、取り出したインデックスキーにアクセスするための情報に基づき、インデックスキーを読み出して検索結果キーとして出力する。
なお、検索結果キーと検索キーを比較し、一致すれば検索成功とし、一致しなければ検索失敗とする検索結果を出力することも可能である。
上記図５を参照して説明した機能ブロック構成はあくまで１つの例であり、種々の変形が可能であることは明らかである。

以下、本発明の第１の実施形態における検索処理について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の第１の実施形態におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。

まず、ステップＳ６０１で、リンク先配列番号に１を設定する。ここでいうリンク先配列番号は、先に述べた図示しない一時的記憶領域の１つの例である。リンク先配列番号には、検索開始ノードの配列番号と、リンク先のノード対の代表ノードの配列番号が設定される。図６に示す例では、検索開始ノードをルートノードとしたものである。検索開始ノードをルートノード以外のものとした場合でも、以下の処理フローは同様である。

次にステップＳ６０３で、配列からリンク先配列番号に設定された配列番号の配列要素を参照すべきノードとして読み出す。そして、ステップＳ６０４で、読み出したノードから、ノード種別を取り出し、ステップＳ６０５で、ノード種別がブランチノードであるか否かを判定する。

ステップＳ６０５の判定において、読み出したノードがブランチノードである場合はステップＳ６０６に進み、ノードから弁別ビット位置についての情報を取り出し、更に、ステップＳ６０７で、取り出した弁別ビット位置に対応するビット値を検索キーから取り出す。そして、ステップＳ６０８で、リンク先配列番号に設定された配列番号を２倍にしてリンク先配列番号に設定する。さらにステップＳ６０９で、ステップＳ６０７で検索キーから取り出したビット値をステップＳ６０８でリンク先配列番号に設定した配列番号に加算し、新たな配列番号としてリンク先配列番号に設定して、ステップＳ６０３に戻る。

以降、ステップＳ６０５の判定においてリーフノードと判定されてステップＳ６１０に進むまで、ステップＳ６０３からステップＳ６０９までの処理を繰り返す。ステップＳ６１０では、リーフノードからインデックスキーを取り出して、処理を終了する。
なお、上述の例では、リーフノードにインデックスキーが直接含まれているものとしたが、リーフノードにインデックスキーにアクセスするための情報が含まれている場合には、ステップＳ６１０においてリーフノードからインデックスキーにアクセスするための情報を取り出し、さらに追加ステップにおいて、取り出されたインデックスキーにアクセスするための情報を用いてインデックスキーを取り出す。
また、インデックスキーを取り出したのち、そのインデックスキーを検索結果キーとして他のアプリケーションで用いることもできるし、検索キーとの一致判定を行い、検索成功あるいは検索失敗とすることもできる。

次に、図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係るカップルドノードツリーを用いた検索例を説明する。図７には、図４Ｂに例示したカップルドノードツリーのうち、説明に必要な部分のみ記載しており、ノード２１１ｂより下位の部分は省略されている。
図７に示す例では、検索キー設定エリア２７０には検索キーとしてビット列“０１１０１０”（以下、検索キー２７０と表記する。）が設定され、検索開始ノードはルートノード２１０ａとされている。また、リンク先の配列番号が、リンク元のブランチノードの配列番号を２倍した代表ノード番号と検索キーの弁別ビット位置のビット値の和で求められることも記載されている。

以下、図７の記載に沿って、検索処理の流れを説明する。
検索開始ノードがルートノードであることから、検索の開始時には、リンク先配列番号には１が設定されるので、ノード２１０ａが読み出される。そして、ノード２１０ａのノード種別２２０ａは０であり、ブランチノードであることを示しているので弁別ビット位置２３０ａからその値０が取り出される。検索キー２７０のビット位置０の値は０であるので、リンク先配列番号は、配列番号１を２倍した代表ノード番号２２０ａに０を加えた２となり、配列番号２の配列要素に配置されたノード２１０ｂが次に読み出される。

ノード２１０ｂのノード種別２２０ｂは０であり、ブランチノードであることを示しているので弁別ビット位置２３０ｂからその値１が取り出される。検索キー２７０のビット位置１の値は１であるので、リンク先配列番号は、配列番号２を２倍した代表ノード番号２２０ｂに１を加えた５となり、配列番号５の配列要素に配置されたノード２１１ｃが次に読み出される。

ノード２１１ｃのノード種別２２１ｃは０であり、ブランチノードであることを示しているので弁別ビット位置２３１ｃからその値２が取り出される。検索キー２７０のビット位置２の値は１であるので、リンク先配列番号は、配列番号５を２倍した代表ノード番号２２１ｃに１を加えた１１となり、配列番号１１の配列要素に配置されたノード２１１ｄが次に読み出される。

ノード２１１ｄのノード種別２２１ｄは１であり、リーフノードであることを示しているのでインデックスキー２５１ｄからインデックスキー“０１１０１０”が取り出され、検索処理が終了する。

次に図８Ａ～図１２を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８Ａは、本発明の第２の実施形態における配列に配置されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。本実施形態は、リーフノード、ブランチノードからノード種別を削除し、リーフノードをツリーの最下段にのみに配置している。さらに、インデックスキー、検索キーは、本来のインデックスキー、検索キーに対して、ある特定のビット位置である最上位ビットに０を挿入したものとしている。リンク先の配列番号の求め方は、第１の実施形態と同様である。なお、最上位ビットとして付加するビット値は、０ではなく１とすることもできる。要するに、同一のビット値を最上位ビットとして付加すればよい。また、特定のビット値を挿入するある特定のビット位置も、最上位のビット位置に限ることなく、任意のビット位置とすることができる。同一のビット値を挿入したビット位置は、カップルドノードツリーの本来のブランチノードの弁別ビット位置に現れることはない。そこで、後に説明するダミーのブランチノードの弁別ビット位置として用い、ダミーのブランチノードを挿入することにより、リーフノードをツリーの最下段にのみに配置することを可能としている。

図８Ａを参照すると、ルートノード８０１が配列８００の配列番号１の配列要素に配置されている。ルートノード８０１は弁別ビット位置８０３で構成されている。弁別ビット位置８０３には２が格納されている。

配列番号が１であるルートノード８０１からの点線の矢印８１０で示すリンク先ノード対８１１の代表ノードであるノード［０］８１２は、ツリー上で直近上位に位置する親ノードであるルートノード８０１の配列番号１の２倍の値を持つ配列番号２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号３）に代表ノードと対になるノード［１］８１３が配置されている。

ノード［０］８１２の弁別ビット位置には０が格納されており、そのリンク先は、点線の矢印８４０で示すように、ノード［０］８１２の配列番号２の２倍の配列番号４の配列要素に格納されたノード８４２である。また、ノード８４２の弁別ビット位置には０が格納されており、そのリンク先は、点線の矢印８５０で示すように、ノード８４２の配列番号４の２倍の配列番号８の配列要素に格納されたノード８５２である。

ノード８５２は、図８Ａに例示するカップルドノードツリーの最下段に位置するので、リーフノードであり、インデックスキー８１８には最上位ビットに０が挿入されたインデックスキー“００００１”が格納されている。
図８Ａに示す例では、インデックスキー“００００１”は、ルートノード８０１の弁別ビット位置８０３のビット位置２におけるビット値０によりすでに他の配列要素に格納されたインデックスキーとは弁別されている。したがって、図４Ａに示す第１の実施形態のように、ルートノードの直近下位の配列番号２の配列要素に格納されたノードが本来のリーフノードの位置であるが、本実施形態においてはリーフノードであることを識別するノード種別を用いないので、弁別ビット位置が最上位ビット位置の０であるダミーのブランチノード８１２、８４２を挿入して最下段に位置するようにしている。なお、図８Ａに示す配列番号５の配列要素が空きとなっているように、２段目のダミーのブランチノード８４２と対をなすノードは実質的に存在しない空きノードとなる。

一方、ノード［１］８１３の弁別ビット位置には４が格納されている。配列番号が３であるブランチノード８１３からの点線の矢印８２０で示すリンク先ノード対８２１の代表ノードであるノード８２２は、親ノードであるノード８１３の配列番号３の２倍の値を持つ配列番号６の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号７）に代表ノードと対になるノード８２３が配置されている。ノード８２２の弁別ビット位置には５が格納されている。また、ノード８２３の弁別ビット位置には６が格納されている。

配列番号が６であるブランチノード８２２からの点線の矢印８３０で示すリンク先ノード対８３１の代表ノードであるノード８３２は、配列番号１２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（配列番号１３）に代表ノードと対になるノード８３３が配置されている。ノード８３２及びノード８３３の内容の記載は省略されている。また、ブランチノード８２３のリンク先の記載も省略されている。

図８Ｂは、本発明の第２の実施形態におけるカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図である。図８Ｂに示すツリー構造においては、図４Ｂに示すツリー構造に格納されている各インデックスキーの最上位のビット位置に０が追加され、ビット長が６ビットから７ビットになっている。それに伴い、図４Ｂに示すブランチノードと同一の符号を付したブランチノードの弁別ビット位置は１つシフトされ、値が１つ大きくなっている。

また、図４Ｂに示すツリー構造における段数は５段であるので、図８Ｂに示すツリー構造においては、５段目にのみリーフノードが位置している。そして、図４Ａに示すツリー構造において５段目より上位の階層に位置するリーフノードは、弁別ビット位置が０のダミーのブランチノードとなっている。そして、ダミーのブランチノードの直近下位のノードが５段目のノードとなるまで、ダミーのブランチノードが挿入されている。
直近下位のノード対の代表ノードが配置された配列要素の配列番号である代表ノード番号の算出方法は、第１の実施形態のものと同じである。

図４Ｂに示す例示では、最上位ビットとして０を付加しているため、例えば本来的なインデックスキー“０００１１１”はリーフノード２１０ｊに格納されているが、最上位ビットとして１を付加した場合はリーフノード２１１ｊに格納することは明らかである。

図９は、本発明の第２の実施形態におけるビット列検索装置の機能ブロック構成例を説明する図である。
図９に例示する本実施態様に係るビット列検索装置９００は、検索ツリー記憶手段９１０、検索開始位置設定手段９２０、ノード読出手段９３０１～９３０ｎ、検索キー設定手段９５０、ノードリンク手段９６０１～９６０ｎ－１及び検索結果出力手段９７０を備えている。ただし、ｎはカップルドノードツリーの段数である。

先に説明した第１の実施形態と同様に、検索ツリー記憶手段９１０の記憶領域には配列が確保され、その配列に本発明の第２の実施形態に係るカップルドノードツリーが配置される。また、検索開始位置設定手段９２０には、検索開始ノードの配列番号として、ルートノードの配列番号である１が設定される。

ノード読出手段９３０１は、検索開始位置設定手段に設定された配列番号１のルートノードを読み出す。
検索キー設定手段９５０には、検索キーが設定される。検索キーの設定は、検索処理の結果を利用するユーザにより設定することができる。ノードリンク手段９６０１は、ノード読出手段９６０１が読み出したブランチノードの弁別ビット位置にある、検索キー設定手段９５０に設定された検索キーのビットの値とルートノードの配列番号１を２倍した値とを加算した値を、次に読み出すノードの配置された配列要素の配列番号として設定する。

以下同様に、ノードリンク手段９６０２～９６０ｎ－１は、ノード読出手段９３０２～９３０ｎ－１が読み出したブランチノードの弁別ビット位置にある、検索キー設定手段９５０に設定された検索キーのビットの値と、前段のノードリンク手段９６０１～９６０ｎ－２により設定された配列番号を２倍した値とを加算した値を、それぞれ次に読み出すノードの配置された配列要素の配列番号として設定する。

ノード読出手段９３０２～９３０ｎ－１は、前段のノードリンク手段９６０１～９６０ｎ－２が設定した配列番号のブランチノードを読み出し、ノード読出手段９３０ｎは、ノードリンク手段９６０ｎ－１が設定した配列番号のリーフノードを読み出して、検索結果出力手段９７０に渡す。

検索結果出力手段９７０は、ノード読出手段９３０ｎから渡されたリーフノードから、第１の実施形態の場合と同様に、インデックスキーあるいはインデックスキーにアクセスするための情報を取り出す。リーフノードから取り出すものがインデックスキーであるときは、そのインデックスキーを検索結果キーとして出力する。リーフノードから取り出すものがインデックスキーにアクセスするための情報であるときは、取り出したインデックスキーにアクセスするための情報に基づき、インデックスキーを読み出して検索結果キーとして出力する。
また、検索結果キーと検索キーを比較し、一致すれば検索成功とし、一致しなければ検索失敗とする検索結果を出力することが可能であることも、第１の実施形態の場合と同様である。

次に、本発明の第２の実施形態における検索処理について、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。図１０に示す例では、カップルドノードツリーの段数はｎとする。

まず、ステップＳ１００１で、リンク先配列番号に１を設定する。
次にステップＳ１００２において、リンク先配列番号（ルートノードの配列番号）の指す配列に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、２段目のノードの配列番号を求める。

続いてステップＳ１００３において、２段目のノードの配列番号の指す配列に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、３段目のノードの配列番号を求める。
以下同様に、ステップＳ１００４～ステップＳ１００ｎにおいて、３段目～ｎ－１段目のノードの配列番号の指す配列に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、それぞれ４段目～ｎ段目のノードの配列番号を求める。ステップＳ１００２～ステップＳ１００ｎの処理の詳細は、後に図１１を参照して説明する。

最後に、ｎ段目のノードの配列番号の指す配列に格納されたビット列をインデックスキーとして取り出し、処理を終了する。
なお、図１０に例示する処理フロー例は、特定の段数ｎを有する本実施形態のカップルドノードツリーを用いたものであるが、段数ｎをパラメータとしたアセンブラマクロにより、本実施形態の任意の段数のカップルドノードツリーを用いた検索処理を実現するための処理フローを生成することが可能である。

図１１は、本発明の第２の実施形態におけるリンク先の配列番号を求める処理フロー例を説明する図であり、図１０に示すステップＳ１００２～ステップＳ１００ｎの処理の詳細を示すものである。

まず、ステップＳ１１０１において、配列から、リンク先配列番号の指す配列要素に格納された内容を弁別ビット位置として読み出し、ステップＳ１１０２において、検索キーから、該読み出した弁別ビット位置の指すビット値を取り出す。

次にステップＳ１１０３において、リンク先配列番号に設定された配列番号を２倍にしてリンク先配列番号に設定する。さらにステップＳ１１０４で、ステップＳ１１０３でリンク先配列番号に設定された配列番号に、ステップＳ１１０２で取り出したビット値を加算してリンク先配列番号に設定して処理を終了する。

次に、図１２を参照して、本発明の第２の実施形態に係るカップルドノードツリーを用いた検索例を説明する。図１２には、図８Ｂに例示したカップルドノードツリーのうち、説明に必要な部分のみ記載しており、ノード２１１ｂより下位の部分は省略されている。
図１２に示す例では、検索キー設定エリア２８０には検索キーとしてビット列“００１１０１０”（以下、検索キー２８０と表記する。）が設定されている。検索キー２８０は、図４Ｂに示す本発明の第１の実施形態に係るカップルドノードツリーを用いた検索例における検索キー２７０に最上位ビットとして０を付加したものである。検索開始ノードはルートノード２１０ａである。図４Ｂに示す検索例と同様に、リンク先の配列番号が、リンク元のブランチノードの配列番号を２倍した代表ノード番号と検索キーの弁別ビット位置のビット値の和で求められることも記載されている。

以下、図１２の記載に沿って、検索処理の流れを説明する。
検索開始ノードがルートノードであることから、検索の開始時には、リンク先配列番号には１が設定されるので、ノード２１０ａが読み出される。そして、ノード２１０ａの弁別ビット位置２３０ａからその値１が取り出される。検索キー２８０のビット位置１の値は０であるので、リンク先配列番号は、配列番号１を２倍した代表ノード番号２２０ａに０を加えた２となり、配列番号２の配列要素に配置されたノード２１０ｂが次に読み出される。

そして、ノード２１０ｂの弁別ビット位置２３０ｂからその値２が取り出される。検索キー２８０のビット位置２の値は１であるので、リンク先配列番号は、配列番号２を２倍した代表ノード番号２２０ｂに１を加えた５となり、配列番号５の配列要素に配置されたノード２１１ｃが次に読み出される。

そして、ノード２１１ｃの弁別ビット位置２３１ｃからその値３が取り出される。検索キー２８０のビット位置３の値は１であるので、リンク先配列番号は、配列番号５を２倍した代表ノード番号２２１ｃに１を加えた１１となり、配列番号１１の配列要素に配置されたノード２１１ｄが次に読み出される。

そして、ノード２１１ｄの弁別ビット位置２３１ｄからその値０が取り出される。検索キー２８０のビット位置０の値は０であるので、リンク先配列番号は、配列番号１１を２倍した代表ノード番号２２１ｉに０を加えた２２となり、配列番号２２の配列要素に配置されたノード２１０ｌが次に読み出される。

ノード２１０ｌはカップルドノードツリーの最下位段に位置するので、インデックスキー２５０ｌから検索結果のインデックスキー“００１１０１０”が取り出され、検索処理が終了する。

次に、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例について説明する。これらの変形例は、ツリーを格納する配列を記憶装置の領域に柔軟に配置可能とする、あるいは記憶装置の任意の領域に存在する配列にツリーを配置可能とするためのものである。

図１３は、本発明の第１の実施形態の変形例における配列に格納されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。図４Ａに示す構成例と比較すると、ベース番号６００とオフセット番号６１０が追加されている。また、図４Ａの配列番号１～１５に替えて、ノード参照番号６２０の値１～１５が記載されている。図１３においては、配列番号６３０については、その番号の値として、１００、１１１、１２２、１２３、１３４～１３７、１４８～１５５が記載されている。
また、図１３には、ベース番号６００の値として１００が、オフセット番号６１０の値として１０、２０、３０、４０が例示されている。
その他の符号については、図４Ａに示された対応する符号にａを付加したものが使用されている。

ベース番号は、後述の１段目のオフセット番号と組み合わせてツリーのルートノードの位置を定める番号である。ベース番号を用いることにより、ルートノードの配列番号が、図４Ａ及び図４Ｂの例示のように１に制約される必要をなくすことができる。
オフセット番号は、ツリーの各段のノードの格納される開始位置を定める番号である。オフセット番号を用いることにより、ツリーのノードを、そのノードが位置するツリー上の段数毎に配置することができる。オフセット番号は、段数毎にオフセット番号表に設定しておく。
ノード参照番号は、ノードの順番を定める番号であり、図４に例示する配列番号に相当する。
配列番号は、ベース番号、オフセット番号及びノード参照番号の和により求めることができる。
本変形例において、ベース番号を０、各段のオフセット番号を０とすると、ノード参照番号は図４Ａ及び図４Ｂに例示する配列番号と一致し、本変形例のカップルドノードツリーは、図４Ａ及び図４Ｂに例示する第１の実施形態のカップルドノードツリーと一致する。

図１３を参照すると、ベース番号６００が１００（以下、ベース番号１００という。）、オフセット番号６１０（１段目）が１０（以下、オフセット番号１０、のようにいう。）であって、ノード参照番号６２０は１（以下、ノード参照番号１、のようにいう。）であるから、ルートノード４０１ａは配列４００ａの配列番号６３０が１１１（以下、配列番号１１１、のようにいう。）の配列要素に配置されている。ルートノード４０１ａはノード種別４０２ａ及び弁別ビット位置４０３ａで構成されている。ノード種別４０２ａは０であり、ルートノード４０１ａがブランチノードであることを示している。弁別ビット位置４０３ａには１が格納されている。

ノード参照番号１のルートノード４０１ａからの点線の矢印４１０ａで示すリンク先ノード対４１１ａの代表ノードであるノード［０］４１２ａは、ツリー上で直近上位に位置する親ノードであるルートノード４０１ａのノード参照番号１の２倍の値を持つノード参照番号２に、ベース番号１００とオフセット番号２０の和を加えた配列番号１２２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号３、配列番号１２３）に代表ノードと対になるノード［１］４１３ａが配置されている。ノード［０］４１２ａのノード種別には１が格納されており、ノード［０］４１２ａがリーフノードであることを示している。インデックスキー４１８ａには、“０００１”が格納されている。一方、ノード［１］４１３ａのノード種別には０が格納されており、ノード［１］４１３ａがブランチノードであることを示している。ブランチノード４１３ａの弁別ビット位置には３が格納されている。

ノード参照番号が３であるブランチノード４１３ａからの点線の矢印４２０ａで示すリンク先ノード対４２１ａの代表ノードであるノード４２２ａは、親ノードであるノード４１３ａのノード参照番号３の２倍の値を持つノード参照番号６に、ベース番号１００とオフセット番号３０の和を加えた配列番号１３６の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号７、配列番号１３７）に代表ノードと対になるノード４２３ａが配置されている。ノード４２２ａのノード種別には０が格納されており、ノード４２２ａがブランチノードであることを示している。ブランチノード４２２ａの弁別ビット位置には４が格納されている。また、ノード４２３ａのノード種別にも０が格納されており、ノード４２３ａがブランチノードであることを示している。ブランチノード４２２ａの弁別ビット位置には５が格納されている。

そして、配列番号１３４及び配列番号１３５の配列要素には、ノードは配置されていない。
上述の例示から明らかなとおり、リンク先のノード対の代表ノードのノード参照番号は、親ノードのノード参照番号の２倍となる。

そこで、ノード参照番号が６であるブランチノード４２２ａからの点線の矢印４３０ａで示すリンク先ノード対４３１ａの代表ノードであるノード４３２ａは、ノード参照番号１２に、ベース番号１００とオフセット番号４０の和を加えた配列番号１５２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号１３、配列番号１５３）に代表ノードと対になるノード４３３ａが配置されている。ノード４３２ａ及びノード４３３ａの内容の記載は省略されている。

同様に、ノード参照番号が７であるブランチノード４２３ａからの点線の矢印４４０ａで示すリンク先ノード対４４１ａの代表ノードであるノード４４２ａは、ノード参照番号１４に、ベース番号１００とオフセット番号４０の和を加えた配列番号１５４の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号１５、配列番号１５５）に代表ノードと対になるノード４４３ａが配置されている。ノード４４２ａ及びノード４４３ａの内容の記載は省略されている。
また、配列番号１４８から配列番号１５１の配列要素には、ノードは配置されていない。

本変形例においても、カップルドノードツリーのツリー構造自体は、図４Ｂに示すものと同じである。違う点は、図４Ａ及び図４Ｂに示すものにおいては、ノードのツリー上の位置が配列に結びついた配列番号で規定されるのに対して、本変形例においては、配列とは独立のノード参照番号で規定される点である。
そして、ノード参照番号とベース番号及びオフセット番号を組み合わせることにより、ノードにアクセスすることが可能である。

したがって、オフセット番号を適宜選択することにより、例えばツリーのうち上位ｎ段を主記憶装置に配置し、ｎ段目より下位のノードを外部記憶装置に配置するようなことが可能である。

次に、本発明の第１の実施形態の変形例における検索処理について、図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の第１の実施形態の変形例におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。図６に示す処理フロー例と比較すると、ノード参照番号、ベース番号及びオフセット番号の取り扱いが加わったことと、これらの番号により配列番号を求めることが異なる。

まず、ステップＳ１４０１ａで、ベース番号を設定し、ステップＳ１４０１ｂで、オフセット番号表を設定する。さらに、ステップＳ１４０１ｃで、段数カウンタに値１を設定し、ステップＳ１４０１ｄで、ノード参照番号に値１を設定する。図１４に示す例では、検索開始ノードをルートノードとするものであるが、段数カウンタとノード参照番号に１以外の番号が指定され、検索開始ノードをルートノード以外のものとした場合でも、以下の処理フローは同様である。

次にステップＳ１４０２ａで、オフセット番号表より、段数カウンタの指すオフセット番号を取り出し、ステップＳ１４０２ｂで、リンク先配列番号に、ノード参照番号にベース番号とオフセット番号を加えた値を設定する。
次にステップＳ１４０３で、配列からリンク先配列番号に設定された配列番号の配列要素を参照すべきノードとして読み出す。そして、ステップＳ１４０４で、読み出したノードから、ノード種別を取り出し、ステップＳ１４０５で、ノード種別がブランチノードであるか否かを判定する。

ステップＳ１４０５の判定において、読み出したノードがブランチノードである場合はステップＳ１４０６に進み、ノードから弁別ビット位置についての情報を取り出し、更に、ステップＳ１４０７で、取り出した弁別ビット位置に対応するビット値を検索キーから取り出す。そして、ステップＳ１４０８で、ノード参照番号に、ノード参照番号を２倍した値にステップＳ１４０７で得た値を設定する。さらにステップＳ１４０９で、段数カウンタに１を加えて、ステップＳ１４０３に戻る。

以降、ステップＳ１４０５の判定においてリーフノードと判定されてステップＳ１４１０に進むまで、ステップＳ１４０２ａからステップＳ１４０９までの処理を繰り返す。
ステップＳ１４１０では、リーフノードからインデックスキーを取り出して、処理を終了する。
なお、上述の例では、リーフノードにインデックスキーが直接含まれているものとしたが、リーフノードにインデックスキーにアクセスするための情報が含まれている場合には、ステップＳ１４１０においてリーフノードからインデックスキーにアクセスするための情報を取り出し、さらに追加ステップにおいて、取り出されたインデックスキーにアクセスするための情報を用いてインデックスキーを取り出す。
また、インデックスキーを取り出したのち、そのインデックスキーを検索結果キーとして他のアプリケーションで用いることもできるし、検索キーとの一致判定を行い、検索成功あるいは検索失敗とすることもできる。

次に、本発明の第２の実施形態の変形例について説明する。ベース番号、オフセット番号及びノード参照番号の技術的意義、及び配列番号との関係は、第１の実施態様の変形例と同じである。
図１５は、本発明の第２の実施形態の変形例における配列に格納されたカップルドノードツリーの構成例を説明する図である。図８Ａに示す構成例と比較すると、ベース番号７００とオフセット番号７１０が追加されている。また、図８Ａの配列番号１～１５に替えて、ノード参照番号７２０の値１～１５が記載されている。図１５においては、配列番号７３０については、その番号の値として、１００、１１１、１２２、１２３、１３４～１３７、１４８～１５５が記載されている。
また、図１５には、ベース番号７００の値として１００が、オフセット番号７１０の値として１０、２０、３０、４０が例示されている。
その他の符号については、図８Ａに示された対応する符号にａを付加したものが使用されている。
本変形例において、第１の実施形態の変形例と同様に、ベース番号を０、各段のオフセット番号を０とすると、ノード参照番号は図８Ａ及び図８Ｂに例示する配列番号と一致し、本変形例のカップルドノードツリーは、図８Ａ及び図８Ｂに例示する第２の実施形態のカップルドノードツリーと一致する。

図１５を参照すると、ベース番号が１００、オフセット番号が１０であって、ノード参照番号は１であるから、ルートノード８０１ａは配列８００ａの配列番号１１１の配列要素に配置されている。ルートノード８０１ａは弁別ビット位置８０３ａで構成されている。弁別ビット位置８０３ａには２が格納されている。

ノード参照番号が１であるルートノード８０１ａからの点線の矢印８１０ａで示すリンク先ノード対８１１ａの代表ノードであるノード［０］８１２ａは、ツリー上で直近上位に位置する親ノードであるルートノード８０１ａのノード参照番号１の２倍の値を持つノード参照番号２に、ベース番号１００とオフセット番号２０の和を加えた配列番号１２２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号３、配列番号１２３）に代表ノードと対になるノード［１］８１３ａが配置されている。

ノード［０］８１２ａの弁別ビット位置には０が格納されており、そのリンク先は、点線の矢印８４０ａで示すように、ノード［０］８１２ａのノード参照番号２の２倍の値を持つノード参照番号４に、ベース番号１００とオフセット番号３０の和を加えた配列番号１３４の配列要素に格納されたノード８４２ａである。また、ノード８４２の弁別ビット位置には０が格納されており、そのリンク先は、点線の矢印８５０ａで示すように、ノード８４２ａのノード参照番号４の２倍の値を持つノード参照番号８に、ベース番号１００とオフセット番号４０の和を加えた配列番号１４８の配列要素に格納されたノード８５２ａである。

ノード８５２ａは、図１５に例示するカップルドノードツリーの最下段に位置するので、リーフノードであり、インデックスキー８１８ａには最上位ビットに０が挿入されたインデックスキー“００００１”が格納されている。

一方、ノード［１］８１３ａの弁別ビット位置には４が格納されている。ノード参照番号が３であるブランチノード８１３ａからの点線の矢印８２０ａで示すリンク先ノード対８２１ａの代表ノードであるノード８２２ａは、親ノードであるノード８１３ａのノード参照番号３の２倍の値を持つノード参照番号６に、ベース番号１００とオフセット番号３０の和を加えた配列番号１３６の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号７、配列番号１３７）に代表ノードと対になるノード８２３ａが配置されている。ノード８２２ａの弁別ビット位置には５が格納されている。また、ノード８２３ａの弁別ビット位置には６が格納されている。

ノード参照番号が６であるブランチノード８２２ａからの点線の矢印８３０ａで示すリンク先ノード対８３１ａの代表ノードであるノード８３２ａは、ノード参照番号６の２倍の値を持つノード参照番号１２に、ベース番号１００とオフセット番号４０の和を加えた配列番号１５２の配列要素に配置されている。そして隣接する次の配列要素（ノード参照番号１３、配列番号１５３）に代表ノードと対になるノード８３３ａが配置されている。ノード８３２及びノード８３３の内容の記載は省略されている。また、ブランチノード８２３ａのリンク先の記載も省略されている。

本変形例においても、カップルドノードツリーのツリー構造自体は、図８Ｂに示すものと同じである。違う点は、図８Ａ及び図８Ｂに示すものにおいては、ノードのツリー上の位置が配列に結びついた配列番号で規定されるのに対して、第１の実施形態の変形例と同様に、本変形例においても、配列とは独立のノード参照番号で規定される点である。
そして、ノード参照番号とベース番号及びオフセット番号を組み合わせることにより、ノードにアクセスすることが可能である。

次に、本発明の第２の実施形態の変形例における検索処理について、図１６を参照して説明する。図１６は、本発明の第２の実施形態の変形例におけるビット列検索の処理フロー例を説明する図である。図１０に示す処理フロー例と比較すると、ノード参照番号、ベース番号及びオフセット番号の取り扱いが加わったことと、これらの番号により配列番号を求めることが異なる。

まず、ステップＳ１６０１ａで、ベース番号を設定し、ステップＳ１６０１ｂで、オフセット番号表を設定する。さらに、ステップＳ１６０１ｃで、ノード参照番号に値１を設定する。さらにステップＳ１６０１ｄにおいて、リンク先配列番号に、ノード参照番号にベース番号とオフセット番号を加えた値を設定する。ステップＳ１６０１ｄの処理により、リンク先配列番号には、ルートノードの配列番号が設定される。

次にステップＳ１６０２において、ルートノードの配列番号（リンク先配列番号）の指す配列に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、２段目のノードの配列番号を求める。
続いてステップＳ１６０３において、２段目のノードの配列番号の指す配列に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、３段目のノードの配列番号を求める。
以下同様に、ステップＳ１６０４～ステップＳ１６０ｎにおいて、３段目～ｎ－１段目のノードの配列番号の指す配列に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、それぞれ４段目～ｎ段目のノードの配列番号を求める。ステップＳ１６０２～ステップＳ１６０ｎの処理の詳細は、後に図１７を参照して説明する。

最後に、ｎ段目のノードの配列番号の指す配列に格納されたビット列をインデックスキーとして取り出し、処理を終了する。
なお、図１０に例示する処理フロー例と同様に、図１６に例示する処理フロー例は、特定の段数ｎを有する本実施形態のカップルドノードツリーを用いたものであるが、段数ｎをパラメータとしたアセンブラマクロにより、本実施形態の任意の段数のカップルドノードツリーを用いた検索処理を実現するための処理フローを生成することが可能である。

図１７は、本発明の第２の実施形態の変形例におけるリンク先の配列番号を求める処理フロー例を説明する図であり、図１６に示すステップＳ１６０２～ステップＳ１６０ｎの処理の詳細を示すものである。

まず、ステップＳ１７０１において、配列から、リンク先配列番号の指す配列要素に格納された内容を弁別ビット位置として読み出し、ステップＳ１７０２において、検索キーから、該読み出した弁別ビット位置の指すビット値を取り出す。

次にステップＳ１７０３ａにおいて、オフセット番号表より、次段のオフセット番号を取り出し、ステップＳ１７０３ｂにおいて、ノード参照番号に、ノード参照番号を２倍した値にステップＳ１７０２で得た値を加えた値を設定する。さらにステップＳ１７０４で、リンク先配列番号に、ノード参照番号にベース番号とオフセット番号を加えた値を設定して処理を終了する。

次に、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態のカップルドノードツリーの生成について説明する。なお、以下の説明において、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態のツリーをポインタレスツリーといい、従来のカップルドノードツリーを単にツリー、あるいは変換前のツリーということがある。
本発明のポインタレスツリーの生成は、例えば次のようにして実現することができる。すなわち、ポインタレスツリーを生成する際には、ポインタレスツリーに格納されるインデックスキーにより、図１Ａ及び図１Ｂに例示する形態のツリーが生成されているものとする。そして、ポインタレスツリーの生成は、ツリーのノードをルートノードから順次巡回し、本発明の第１の実施形態あるいは第２の実施形態のノードに変換することにより、実現される。このノードの巡回は、以下において詳細に説明するが、前記特許文献４として引用した特開２００８－２６９１９７号公報の図１０Ａ～図１２及びそれに関連した明細書の記載に開示されたノードの退避処理で用いられるものと類似するものである。
ツリーの生成は、前記特許文献１として引用した特開２００８－１５８７２号公報の図５～図８及びそれに関連した明細書の記載に開示され、詳細に説明されているので、ここでの説明は省略する。

図１８Ａは、本発明の第１及び第２の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の前段の処理フロー例を示す図である。図１８Ａに示すように、まずステップＳ１８０１において、ポインタレスツリーを生成するための配列を取得し、ステップＳ１８０２おいて、配列要素を初期化する。このステップＳ１８０２の処理は、ダミーのブランチノードを用いる第２の実施形態における処理例において必要となるものであり、第１の実施形態では省略可能である。
次にステップＳ１８０２ａにおいて変換前のツリーの最大段数を求め、ステップＳ１８０２ｂにおいて該最大段数を段数カウンタの上限値に設定する。段数カウンタの上限値は、第２の実施形態においてリーフノードをポインタレスツリーの最下段に配置するために用いられるものである。したがって、ステップＳ１８０２の処理と同様に、第１の実施形態では省略可能である。
ステップＳ１８０２ａの処理の詳細については、後に図２１及び図２２を参照して説明する。

次にステップＳ１８０３において、ベース番号を設定し、ステップＳ１８０４において、オフセット番号表を設定する。
さらに、ステップＳ１８０５において、段数カウンタに１を設定し、ステップＳ１８０６において、ノード参照番号に１を設定し、ステップＳ１８０７において、巡回開始ノードの配列番号に、ツリーのルートノードの配列番号を設定して図１８Ｂに示すステップＳ１８１２に進む。

なお、上述の図１８Ａ及び以下の図面に例示するフローは、図１３あるいは図１５に示す変形例に対応するものである。しかし、変形例においてベース番号を０、各段におけるオフセット番号を０、ノード参照番号を配列番号とすれば、図４Ａあるいは図８Ａに示す形態のツリーの生成処理を示すものである。したがって、図１８Ａ及び以下の図面に例示するフローは、変形例を含む第１の実施形態及び第２の実施形態のポインタレスツリーの生成処理を説明するものである。

図１８Ｂは、本発明の第１及び第２の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の後段の処理フロー例を示す図である。図１８Ｂに示すように、ステップＳ１８１２において、巡回開始ノードよりツリーを巡回し、巡回先のノードを変換してポインタレスツリーに格納する。ステップＳ１８１２の処理の詳細は、後に図１９を参照して説明する。

次にステップＳ１８１３において、探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指しているか判定する。配列番号の探索経路スタックへの格納は、ステップＳ１８１２の処理で行われる。
探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指していれば、ツリーの全てのノードの処理は完了しているので処理を終了する。そうでなければ、ステップＳ１８１４に進む。

ステップＳ１８１４では、探索経路スタックから配列番号を取り出し、探索経路スタックのスタックポインタを１つ減らす。次にステップＳ１８１５において、ステップＳ１８１４で取り出した配列番号からノード位置を求め、そのノード位置がノード［０］であるかを、ステップＳ１８１６において判定する。ノード位置がノード［０］でなければ、ステップＳ１８１７で段数カウンタから値１を減じてステップＳ１８１３に戻る。ノード位置がノード［０］であれば、ステップＳ１８１８に進む。

ステップＳ１８１８では、ステップＳ１８１４で取り出した配列番号に値１を加えて、ノード［１］の配列番号を得る。そして、ステップＳ１８１９で巡回開始ノードの配列番号に、ステップＳ１８１８で得たノード［１］の配列番号を設定し、ステップＳ１８２０で、ノード参照番号に１を加えてステップＳ１８１２に戻る。
上述のステップＳ１８１２～ステップＳ１８２０のループ処理を、ステップＳ１８１３において探索経路スタックのスタックポインタがツリーのルートノードの配列番号を指していると判定されるまで繰り返すことにより、ツリー上のすべてのノードの巡回が行われ、各ノードがポインタレスツリーのノードに変換されてポインタレスツリーが生成される。

図１９は、巡回開始ノードよりツリーを巡回し、ノードをポインタレスツリーに格納する処理フロー例を説明する図であり、図１８ＢのステップＳ１８１２の処理の詳細を説明する図である。
図に示すように、まずステップＳ１９０１において、巡回開始ノードの配列番号を配列番号に設定する。巡回開始ノードの配列番号は、図１８Ｂに示すステップＳ１８１２～ステップＳ１８２０のループ処理の初回の処理においては、図１８ＡのステップＳ１８０７で設定されており、それ以降の処理においては、図１８Ｂに示すステップＳ１８１９で設定される。

次にステップＳ１９０２において、探索経路スタックに配列番号を格納する。この配列番号は、ステップＳ１９０１あるいは後記ステップＳ１９１０で設定されているものである。

次にステップＳ１９０３において、変換前のツリーが格納された配列から、配列番号の指す配列要素をノードとして読み出し、ステップＳ１９０４において、ノード参照番号をもとに、図１８ＡのステップＳ１８０１で取得した配列の配列要素にノードを書き込むことでポインタレスツリーのノードを生成する。ステップＳ１９０４の処理の詳細は、後に図２０Ａ及び図２０Ｂを参照して説明する。図２０Ａは第１の実施形態のためのもの、図２０Ｂは第２の実施形態のためのものである。

次にステップＳ１９０５において、ステップＳ１９０３で読み出したノードからノード種別を取り出し、ステップＳ１９０６で、該取り出したノード種別はブランチノードを示すものか判定する。ステップＳ１９０６の判定が、ノード種別はブランチノードを示すものではなくリーフノードを示すものであれば処理を終了し、ブランチノードを示すものであれば、ステップＳ１９０７に進む。

ステップＳ１９０７では、段数カウンタに値１を加え、ステップＳ１９０８に進み、ノード参照番号を２倍にする。さらにステップＳ１９０９において、ステップＳ１９０３で読み出したノードから、代表ノード番号を取り出し、ステップＳ１９１０で、該取り出した代表ノード番号に値０を加えた値を配列番号に設定し、ステップＳ１９０２に戻る。

上述のステップＳ１９０２～ステップＳ１９１０のループ処理を、ステップＳ１９０６においてノード種別がリーフノードを示すまで繰り返す。つまり、ひとまとまりの処理として、巡回開始ノードから最初のリーフノードまでノードを巡回してノードを読み出し、それを変換してポインタレスツリーのノードを書き込む。図１９に示す処理フロー例では、ステップＳ１９１０において、代表ノード番号に値０を加えて配列番号に設定していることから、ノード［０］側を優先してノードを巡回しているが、ノード［１］側を優先してノードを巡回することも可能であることは、以上の説明から当業者に明らかである。

図２０Ａは、本発明の第１の実施形態におけるノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図であり、図１９に示すステップＳ１９０４の第１の実施形態における処理の詳細を説明する図である。

図に示すように、まずステップＳ２００１において、オフセット番号表より、段数カウンタの指すオフセット番号を取り出し、ステップＳ２００２において、配列番号に、ノード参照番号にベース番号とオフセット番号を加えた値を設定する。ここでの配列番号は、ポインタレスツリーを格納する配列の配列要素の配列番号を設定する一時記憶領域であり、図１９ＡのステップＳ１９０１やステップＳ１９１０で設定される変換前のツリーを格納する配列の配列要素の配列番号を設定する一時記憶領域とは異なる。

次にステップＳ２００３において、図１９のステップＳ１９０３で読み出しているノードから、ノード種別を取り出し、ステップＳ２００４において、該取り出したノード種別はブランチノードのものか判定する。判定結果が肯定的なものであれば、ステップＳ２００５に進み、否定的なものであれば、ステップＳ２００７に進む。

ステップＳ２００５では、ノードから弁別ビット位置を取り出し、ステップＳ２００６において、ステップＳ２００２で設定した配列番号の指す配列要素にノード種別と弁別ビット位置を書き込み、ブランチノードを生成して処理を終了する。
ステップＳ２００７では、ノードからインデックスキーを取り出し、ステップＳ２００８において、ステップＳ２００２で設定した配列番号の指す配列要素にノード種別とインデックスキーを書き込み、ブランチノードを生成して処理を終了する。

図２０Ｂは、本発明の第２の実施形態におけるノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図であり、図１９に示すステップＳ１９０４の第２の実施形態における処理の詳細を説明する図である。

図に示すように、まずステップＳ２０２１において、オフセット番号表より、段数カウンタの指すオフセット番号を取り出し、ステップＳ２０２３において、図１９のステップＳ１９０３で読み出しているノードから、ノード種別を取り出し、ステップＳ２０２４に進む。

ステップＳ２０２４では、ステップＳ２０２３で取り出したノード種別はブランチノードのものか判定する。判定結果が肯定的なものであれば、ステップＳ２０２５に進み、否定的なものであれば、ステップＳ２０２９に進む。

ステップＳ２０２５では、配列番号に、ノード参照番号にベース番号とオフセット番号を加えた値を設定する。そしてステップＳ２０２６で、ノードから弁別ビット位置を取り出し、ステップＳ２０２７で、該弁別ビット位置に値１を加え、ステップＳ２０２８において、ステップＳ２０２５で設定した配列番号の指す配列要素に弁別ビット位置を書き込み、ブランチノードを生成して処理を終了する。

一方、ステップＳ２０２４の判定が否定的なものであって、ステップＳ２０２３で取り出したノード種別がリーフノードのものであるときは、ステップＳ２０２９に進み、ノード参照番号と段数カウンタを退避し、ステップＳ２０３０に進む。

ステップＳ２０３０では、段数カウンタは上限値か判定し、上限値でなければ、ステップＳ２０３１でノード参照番号を２倍し、ステップＳ２０３２で段数カウンタに値１を加え、ステップＳ２０３３で、オフセット番号表より、段数カウンタの指すオフセット番号を取り出してステップＳ２０３０に戻る。

上述のステップＳ２０３０～Ｓ２０３３のループ処理は、第２の実施形態におけるリーフノードをポインタレスツリーの最下段のレベルに配置するためのものである。図１Ｂ、図８Ｂの例示では、例えば図１Ｂの変換前のツリーでは３段目にあるリーフノード２１０ｃは、図８Ｂでは５段目のノード２１０ｊに変換されている。そして、図８Ｂにおけるノード２１０ｃの位置情報は、図２０ＢのステップＳ２０２９の処理により、退避される。

なお、段数カウンタの上限値については、図１８Ａに示すステップＳ１８０２ｂで設定されているが、それに替えて、変換前のツリーを生成するときに、リーフノードを挿入するごとにそのリーフノードの段数をカウントし、その最大値をツリーの属性として記憶しておき、第２の実施形態のポインタレスツリーを生成するときに、その最大値を段数カウンタの上限値とすることができる。

上述のステップＳ２０３０で、段数カウンタは上限値であると判定されると、ステップＳ２０３４に進み、配列番号に、ノード参照番号にベース番号とオフセット番号を加えた値を設定する。そしてステップＳ２０３５で、ノードからインデックスキーを取り出し、ステップＳ２０３６で、該インデックスキーの最上位のビット位置にビット値“０”を挿入し、ステップＳ２０３７において、ステップＳ２０３４で設定した配列番号の指す配列要素にインデックスキーを書き込み、リーフノードを生成してステップＳ２０３８に進む。
ステップＳ２０３８では、ノード参照番号と段数カウンタに、ステップＳ２０２９で退避したノード参照番号と段数カウンタをそれぞれ設定して処理を終了する。

次に、変換前のツリーの最大段数を求める処理について説明する。
図２１は、変換前のツリーの最大段数を求める処理フロー例を説明する図であり、図１８ＡのステップＳ１８０２ａの処理の詳細を説明するものである。

図２１に示すように、まずステップＳ２１０１において、段数カウンタに値１を設定し、ステップＳ２１０２において、最大段数カウンタに、段数カウンタに設定された値を設定する。すなわち、段数カウンタ及び最大段数カウンタには、初期値として値１が設定される。

次にステップＳ２１１２において、巡回開始ノードよりツリーを巡回し、巡回先のノードの段数をカウントして巡回済みノードの最大段数を求める。ステップＳ２１１２の処理の詳細は、後に図２２を参照して説明する。

次にステップＳ２１１３において、探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指しているか判定する。配列番号の探索経路スタックへの格納は、ステップＳ２１１２の処理で行われる。
探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指していれば、ツリーの全てのノードの巡回は完了しているので処理を終了する。そうでなければ、ステップＳ２１１４に進む。

ステップＳ２１１４では、探索経路スタックから配列番号を取り出し、探索経路スタックのスタックポインタを１つ減らす。次にステップＳ２１１５において、ステップＳ２１１４で取り出した配列番号からノード位置を求め、そのノード位置がノード［０］であるかを、ステップＳ２１１６において判定する。ノード位置がノード［０］でなければ、ステップＳ２１１７で段数カウンタから値１を減じてステップＳ２１１３に戻る。ノード位置がノード［０］であれば、ステップＳ２１１８に進む。

ステップＳ２１１８では、ステップＳ２１１４で取り出した配列番号に値１を加えて、ノード［１］の配列番号を得る。そして、ステップＳ２１１９で巡回開始ノードの配列番号に、ステップＳ２１１８で得たノード［１］の配列番号を設定してステップＳ２１１２に戻る。
上述のステップＳ２１１２～ステップＳ２１１９のループ処理を、ステップＳ２１１３において探索経路スタックのスタックポインタがツリーのルートノードの配列番号を指していると判定されるまで繰り返すことにより、ツリー上のすべてのノードの巡回が行われ、巡回済みノードの最大段数、すなわち、変換前ツリーの最大段数が求められる。

図２２は、巡回開始ノードよりツリーを巡回し、ノードの段数をカウントして巡回済みノードの最大段数を求める処理フロー例を示す図であり、図２１のステップＳ２１１２の処理の詳細を説明する図である。
図に示すように、まずステップＳ２２０１において、巡回開始ノードの配列番号を配列番号に設定する。巡回開始ノードの配列番号は、図２１に示すステップＳ２１１２～ステップＳ２１１９のループ処理の初回の処理においては、図２１のステップＳ２１０７で設定されており、それ以降の処理においては、図２１に示すステップＳ２１１９で設定される。

次にステップＳ２２０２において、探索経路スタックに配列番号を格納する。この配列番号は、ステップＳ２２０１あるいは後記ステップＳ２２１０で設定されているものである。

次にステップＳ２２０３において、変換前のツリーが格納された配列から、配列番号の指す配列要素をノードとして読み出し、次にステップＳ２２０５において、該読み出したノードからノード種別を取り出す。

次にステップＳ２２０６で、該取り出したノード種別はブランチノードを示すものか判定する。ステップＳ２２０６において、ノード種別はブランチノードを示すものであると判定されれば、ステップＳ２２０７に進み、ノード種別はブランチノードを示すものではなくリーフノードを示すものとであると判定されると、ステップＳ２２１０に進む。

ステップＳ２２０７では、段数カウンタに値１を加え、ステップＳ２２０９において、ステップＳ２２０３で読み出したノードから、代表ノード番号を取り出し、ステップＳ２２１０で、該取り出した代表ノード番号に値０を加えた値を配列番号に設定し、ステップＳ２２０２に戻る。

上述のステップＳ２２０２～ステップＳ２２１０のループ処理を、ステップＳ２２０６においてノード種別がリーフノードを示すまで繰り返す。なお、図２２に示す処理フロー例では、ステップＳ２２１０において、代表ノード番号に値０を加えて配列番号に設定していることから、ノード［０］側を優先してノードを巡回しているが、先に説明した図１９の処理と同様に、ノード［１］側を優先してノードを巡回することも可能であることは、当業者に明らかである。

上述のステップＳ２２０６において、ノード種別がリーフノードを示すものと判定されると、ステップＳ２２１０に進み、段数カウンタの値は最大段数カウンタに設定された値より大きいか判定し、大きくなければそのまま処理を終了し、大きければ、ステップＳ２２１１で、最大段数カウンタに段数カウンタの値を設定して処理を終了する。

　次に図２３～図３１Ａを参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、先に述べたとおり、本発明の第３の実施形態に係るカップルドノードツリーの構成は、第２の実施形態のものと同様である。したがって、以下の本発明の第３の実施形態の説明において、図８Ａ及び図８Ｂの記載を参照する。
図２３は、本発明の第３の実施形態による検索処理の概念を説明する図である。
図３に示すカップルドノードツリーを格納する配列３０９は、図２３に示すブランチノードを格納するブランチノード配列３０９ａとリーフノードを格納するリーフノード配列３０９ｂに分離されている。それぞれの配列には、図８Ｂに示すカップルドノードツリー２００ｂのブランチノードとリーフノードが格納されている。

ブランチノード配列３０９ａとリーフノード配列３０９ｂの配列要素には、それぞれの配列番号７３０ａ、７３０ｂに加えて、それぞれノード参照番号７２０ａ、７２０ｂが付されている。そして、ブランチノード配列３０９ａとリーフノード配列３０９ｂには、さらにベース番号７００ａ、７００ｂがそれぞれ付されている。ノード参照番号は、いわば仮想的なあるいは論理的な配列番号であり、１から始まる連続番号である。

ベース番号は配列の配列要素のノード参照番号を１番から開始するためのものである。ベース番号とノード参照番号の和が配列番号となる。図２３の例では、ブランチノード配列３０９ａの配列番号７３０ａの先頭の値は１１であるから、ベース番号７００ａの値を１０とすることにより、ノード参照番号７２０ａの値は１から始まるものとなる。リーフノード配列３０９ｂの配列番号７３０ｂの先頭の値は５１であるから、ベース番号７００ｂの値を５０とすることにより、ノード参照番号７２０ｂの値は、ノード参照番号７２０ａと同様に、１から始まるものとなる。
ベース番号とノード参照番号を導入することにより、ブランチノード配列３０９ａとリーフノード配列３０９ｂの配列内での配置の自由度を高めることができる。また、ブランチノード配列３０９ａとリーフノード配列３０９ｂを格納する記憶手段の選択度も高めることができる。
なお、ベース番号を０とするとノード参照番号と配列番号は等しくなる。ブランチノード配列とリーフノード配列を分離せず、ベース番号を０とした配列に格納されたカップルドノードツリーの構成例が、図８Ａに例示するものである。また、ブランチノード配列とリーフノード配列を分離せず、ベース番号を０とした配列に格納されたカップルドノードツリーのツリー構造を概念的に示す図が、図８Ｂである。

図２３には、さらに、検索キー２８０と分岐先配列３１１が記載されている。検索キー２８０にはビット列“００１１０１０”が格納されている。
ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号７２０ａの値１の配列要素（以下、ノード参照番号１の配列要素のようにいう。）には、ルートノード２１０ａの弁別ビット位置の値１（以下、弁別ビット位置１のようにいう。）が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置１のビット値が０であるので、分岐先配列の配列番号１の配列要素には０が格納される。
この分岐先配列の配列番号１の配列要素に格納された分岐先情報０は、検索キー２８０で図２Ｂに示すカップルドノードツリーを検索すると、ルートノード２１０ａの直近下位のノード対２１０ｂにおいて、ノード位置が０であるノード２１０ｂにサーチパスが分岐することを示している。

次に、ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号２の配列要素には、ノード２１０ｂの弁別ビット位置２が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置２のビット値が１であるので、分岐先配列の配列番号２の配列要素には１が格納される。
以下同様に、ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号３の配列要素には、ノード２１１ｂの弁別ビット位置３が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置３のビット値が１であるので、分岐先配列の配列番号３の配列要素には１が格納される。

ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号５の配列要素には、ノード２１１ｃの弁別ビット位置３が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置３のビット値が１であるので、分岐先配列の配列番号５の配列要素には１が格納される。
ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号６の配列要素には、弁別ビット位置６が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置６のビット値が０であるので、分岐先配列の配列番号６の配列要素には０が格納される。

ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号７の配列要素には、弁別ビット位置４が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置４のビット値が０であるので、分岐先配列の配列番号４の配列要素には０が格納される。
ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号１０の配列要素には、弁別ビット位置６が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置６のビット値が０であるので、分岐先配列の配列番号１０の配列要素には０が格納される。

ブランチノード配列３０９ａのノード参照番号１１の配列要素には、ノード２１１ｄの弁別ビット位置０が格納され、検索キー２８０に格納されたビット列のビット位置０のビット値が０であるので、分岐先配列の配列番号１１の配列要素には０が格納される。同様に、その他のブランチノード配列３０９ａの、弁別ビット位置０が格納された配列要素のノード参照番号と同一の値の配列番号が指す分岐先配列３１１の配列要素には０が格納される。

本発明の第３の実施形態においては、ビット列検索の対象となるビット列の集合からブランチノード配列３０９ａとリーフノード配列３０９ｂが生成されており、検索キー２８０が指定されると、検索キー２８０とブランチノード配列により分岐先配列３１１が生成される。
そして、分岐先配列により、検索結果であるインデックスキーが格納されたリーフノード配列の配列番号を求める。

まず、分岐先配列３１１の配列番号１の太枠で示した配列要素に格納された分岐先情報（以下、配列番号１の分岐先情報のようにいう。）を読み出し、配列番号を２倍した値に加えて、次に読み出す分岐先情報が格納されて配列要素の配列番号を求める。図２３の例示では、図８Ｂにおける表記と同様に符号を付した点線の矢印２２０ａで示すように、配列番号１を２倍して０を加えて配列番号２を求める。太枠で示した配列要素に格納された分岐先情報の値１を読み出す。

次に、点線の矢印２２０ｂで示すように、配列番号２の太枠で示した配列要素に格納された分岐先情報の値１を読み出し、配列番号２を２倍した値に加えて配列番号５を求める。
さらに、点線の矢印２２１ｃで示すように、配列番号５の太枠で示した配列要素に格納された分岐先情報の値１を読み出し、配列番号５を２倍した値に加えて配列番号１１を求める。

次の分岐先は、カップルドノードツリーの最下段である。点線の矢印２２１ｉで示すように、配列番号１１の太枠で示した配列要素に格納された分岐先情報の値０を読み出し、それを、配列番号１１を２倍した値に加えて求められる値からブランチノード配列３０９ａの最大のノード参照番号である１５を減じてリーフノード配列３０９ｂのノード参照番号７を得る。太枠で示したリーフノード配列３０９ｂのノード参照番号７の配列要素に格納されたリーフノード２１０ｉからインデックスキー“００１１０１０”を取り出して、検索処理を終了する。

なお、上述の図２３の例示では、ブランチノード配列３０９ａとリーフノード配列３０９ｂが分離されたものとして説明し、リーフノード配列３０９ｂのノード参照番号７を求めるために、分岐先情報０を分区先配列の配列番号１１を２倍した値に加えて求められる値からブランチノード配列３０９ａの最大のノード参照番号である１５を減じたが、ブランチノードとリーフノードを１つの配列に格納する場合は、ノード参照番号は一連の番号となるので、リーフノードの格納された配列要素のノード参照番号を求めるときに、ブランチノードを格納する最後の配列要素のノード参照番号を減じる必要はない。

次に、図２４～図２６を参照して、本発明の第３の実施形態における検索処理について詳細に説明する。
図２４は、本発明の第３の実施形態における検索処理の処理フロー例を示す図である。

図２４に示すように、まずステップＳ２４０１において、検索キーを設定する。この検索キーの設定は、図２３に示す例では、検索キー２８０にビット列“００１１０１０”を設定することに相当する。
次にステップＳ２４０２において、検索キーをもとに、ブランチノード配列から分岐先配列を求める。この処理は、図２３に示す例では、先に説明した検索キー２８０とブランチノード配列３０９ａから分岐先配列３１１を生成する処理に相当する。ステップＳ２４０２の詳細な処理フローは、後に図２５Ａ及び図２５Ｂを参照して説明する。

次にステップＳ２４０３において、分岐先配列をもとに、リーフノード配列のノード参照番号を求める。この処理は、図２３に示す例では、先に説明した分岐先配列の配列番号１の配列要素に格納された分岐先情報から配列番号１１までの配列要素に格納された分岐先情報を順次読み出し、配列番号１１の配列要素に格納された分岐先情報とブランチノード配列のノード参照番号の最大値にもとづいてリーフノード配列のノード参照番号を求める処理に相当する。ステップＳ２４０３の詳細な処理フローは、後に図２６Ａ及び図２６Ｂを参照して説明する。

最後に、ステップＳ２４０４において、ステップＳ２４０３で求めたノード参照番号の指すリーフノード配列の配列要素の内容をインデックスキーとして取り出し、処理を終了する。ここで、ステップＳ２４０４で取り出したインデックスキーを検索結果キーとすることもできるし、該インデックスキーを検索キーと比較し、一致すれば検索成功とし、一致しなければ検索失敗とすることもできる。

図２５Ａは、検索キーによりブランチノード配列から分岐先配列を求める処理フロー例を説明する図であり、図２４に示すステップＳ２４０２の詳細な処理フローを説明する図である。図２５Ａに示す例では、ブランチノード配列に配置されたブランチノードの数はｍとする。

まず、ステップＳ２５００において、配列番号及びノード参照番号に１を設定する。
次にステップＳ２５０１において、ノード参照番号１の指すブランチノード配列の配列要素に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、配列番号１の指す分岐先配列の配列要素に分岐先情報を示すビット値を設定する。

続いてステップＳ２５０２において、ノード参照番号２の指すブランチノード配列の配列要素に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、配列番号２の指す分岐先配列の配列要素に分岐先情報を示すビット値を設定する。

以下同様に、ステップＳ２５０３～ステップＳ２５０ｍにおいて、ノード参照番号３～ｍの指すブランチノード配列の配列要素に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、配列番号３～ｍの指す分岐先配列の配列要素に分岐先情報を示すビット値をそれぞれ設定する。

なお、図２５Ａに例示する処理フロー例は、特定の数であるｍ個のブランチノードが配置されたブランチノード配列により分岐先配列を生成するものであるが、個数ｍをパラメータとしたアセンブラマクロにより、任意の個数のブランチノードが配置されたブランチノード配列により分岐先配列を生成する処理を実現するための処理フローを生成することが可能である。

また、図２５Ａに例示するように、ブランチノード配列に配置された各弁別ビット位置に対応して、該弁別ビット位置を用いた処理を順次直列的に実行する処理フローに替えて、ブランチノード配列に配置された弁別ビット位置に対応する処理が全て終了したかを判定する判定処理を設け、終了していなければ次の弁別ビット位置を用いた処理を繰り返すループ処理を含む処理フローにより、同一の処理結果が得られることは明らかである。ステップＳ２５０１～ステップＳ２５０ｍの処理の詳細は、次に図２５Ｂを参照して説明する。

図２５Ｂは、ブランチノード配列の配列要素に格納された弁別ビット位置と検索キーにより、分岐先配列の配列要素に分岐先情報を示すビット値を設定する処理フロー例を説明する図である。

まずステップＳ２５１０において、ブランチノード配列から、ノード参照番号の指す配列要素の内容を弁別ビット位置として読み出す。ステップＳ２５１０の最初の処理では、図２５ＡのステップＳ２５００における処理で、ノード参照番号に１が設定されている。

次にステップＳ２５１１において、検索キーから、ステップＳ２５１０で読み出した弁別ビット位置の指すビット値を取り出し、ステップＳ２５１２において、該取り出したビット値を、配列番号の指す分岐先配列の配列要素に分岐先情報として設定する。ステップＳ２５１２の最初の処理では、図２５ＡのステップＳ２５００における処理で、配列番号に１が設定されている。

次にステップＳ２５１３において、配列番号に１を加え、ステップＳ２５１４において、ノード参照番号に１を加えて処理を終了する。以上説明したステップＳ２５１０～ステップＳ２５１４の処理がブランチノード配列の配列要素毎に順次実行されることにより、分岐先配列の配列要素に分岐先情報を順次設定することができる。

図２６Ａは、分岐先配列をもとにリーフノード配列のノード参照番号を求める処理フロー例を説明する図であり、図２４に示すステップＳ２４０３の詳細な処理フローを説明する図である。図２６Ａに示す例では、カップルドノードツリーの段数はｎとする。

まず、ステップＳ２６００で、配列番号に１を設定する。次にステップＳ２６０１において、１段目のノード（ルートノード）に対応する配列番号（以下、１段目のノードの配列番号のようにいう。）、すなわち配列番号１の指す分岐先配列に格納された分岐先情報により、２段目のノードの配列番号を求める。

続いてステップＳ２６０２において、２段目のノードの配列番号の指す分岐先配列に格納された分岐先情報により、３段目のノードの配列番号を求める。
以下同様に、ステップＳ２６０３～ステップＳ２６０ｎ－２において、３段目～ｎ－２段目のノードの配列番号の指す分岐先配列に格納された分岐先情報により、それぞれ４段目～ｎ－１段目のノードの配列番号を求める。ステップＳ２６０１～ステップＳ２６０ｎ－２の処理の詳細は、後に図２６Ｂを参照して説明する。

最後にステップＳ２６０ｎ－１において、ｎ－１段目のノードの配列番号の指す分岐先配列に格納された分岐先情報により、リーフノード配列のノード参照番号を求めて処理を終了する。ステップＳ２６０ｎ－１の処理の詳細は、後に図２６Ｃを参照して説明する。
なお、図２６Ａに例示する処理フロー例は、特定の段数ｎを有する本実施形態のカップルドノードツリーを用いたものであるが、段数ｎをパラメータとしたアセンブラマクロにより、本実施形態の任意の段数のカップルドノードツリーを用いた検索処理を実現するための処理フローを生成することが可能である。

また、図２６Ａに例示するように、分岐先配列に配置されたカップルドノードツリーの各段のノードの分岐先情報に対応して、該分岐先情報を用いた処理を順次直列的に実行する処理フローに替えて、最下段の１つ上位の段のノードの分岐先情報に対応する処理が終了したかを判定する判定処理を設け、終了していなければ次の段のノードの分岐先情報を用いた処理を繰り返すループ処理を含む処理フローにより、同一の処理結果が得られることは明らかである。

図２６Ｂは、分岐先情報により次段のノードの配列号を求める処理フロー例を説明する図であり、図２６Ａに示すステップＳ２６０２～ステップＳ２６０ｎ－２の処理の詳細な処理フローを説明する図である。

図に示すように、まずステップＳ２６１１において、分岐先配列から、配列番号の指す分岐先情報を読み出す。ステップＳ２６１１の最初の処理では、図２６ＡのステップＳ２６００における処理で、配列番号に１が設定されている。

次にステップＳ２６１２において、配列番号を２倍し、ステップＳ２６１３において、配列番号にステップＳ２６１１で得た分岐先情報を加えて処理を終了する。
上述の図２６Ｂの処理は、図２３に示す例示では、点線の矢印２２０ａ、２２０ｂ、２２１ｃで示す処理である。例えば点線の矢印２２０ｂで示すように、配列番号２の太枠で示した配列要素に格納された分岐先情報の値１を読み出し、配列番号２を２倍した値に加えて配列番号５を求める処理である。

図２６Ｃは、分岐先情報によりリーフノード配列のノード参照番号を求める処理フロー例を説明する図であり、図２６Ａに示すステップＳ２６０ｎ－１の詳細な処理フローを説明する図である。

図に示すように、まずステップＳ２６２１において、分岐先配列から、（ｎ－１）段目のノードの配列番号の指す分岐先情報を読み出す。（ｎ－１）段目のノードの配列番号は、図２６ＡのステップＳ２６０ｎ－２における処理で、設定されている。

次にステップＳ２６２２において、配列番号を２倍し、ステップＳ２６２３において、配列番号にステップＳ２６１１で得た分岐先情報を加えた値をリーフノード配列のノード参照番号に設定する。

そしてさらにステップＳ２６２４において、ステップＳ２６２３で設定したリーフノード配列のノード参照番号からブランチノード配列のノード参照番号の最大値を減じた値をリーフノード配列のノード参照番号に設定して処理を終了する。

上述の図２６Ｃの処理は、図２３に示す例示では、点線の矢印２２１ｉで示す処理である。
先に述べたように、ブランチノードとリーフノードを１つの配列に格納する場合は、ノード参照番号は一連の番号となるので、リーフノードの格納された配列要素のノード参照番号を求めるときに、ブランチノードを格納する最後の配列要素のノード参照番号を減じる必要はない。したがって、その場合には、図２６Ｃに示すステップＳ２６２４の処理は処理フローから削除される。

図２７は、本発明の第３の実施形態におけるビット列検索装置の機能ブロック構成例を説明する図である。
図２７に例示する本実施態様に係るビット列検索装置１０００は、検索ツリー記憶手段１０１０、検索開始位置設定手段１０２０、検索キー設定手段１０５０、分岐先情報設定実行部１０３０、分岐先情報記憶手段１０７０、初段ノード分岐先情報格納位置設定手段１０８０、次段ノード分岐先情報格納位置計算実行部１０４０、及びリーフノード出力実行部１０６０を備えている。

検索ツリー記憶手段１０１０の記憶領域には配列が確保され、その配列に本発明の第３の実施形態に係るカップルドノードツリーが配置される。カップルドノードツリーは、図２３に例示するように、ブランチノードを格納するブランチノード配列とリーフノードを格納するリーフノード配列に分離して配置することもできる。

検索開始位置設定手段１０２０は、検索開始ノードのノード参照番号に、ルートノードのノード参照番号である１を設定するとともに、分岐先情報を格納する分岐先配列の配列番号に１を設定する。検索開始位置設定手段１０２０の機能は、図２５Ａに示すステップＳ２５００の処理に対応する。また、検索キー設定手段１０５０には、検索キーが設定される。

分岐先情報設定実行部１０３０は、ブランチノード読出手段１０３１～１０３ｍ及び分岐先情報抽出手段１０５１～１０５ｍを含む。ｍは検索ツリー記憶手段１０１０に格納されたブランチノードの数である。図２３に示す例では、ｍ＝１５である。

ブランチノード読出手段１０３１～１０３ｍは、検索ツリー記憶手段１０１０に配置されたブランチノード配列から、ノード参照番号の指す配列要素の内容を弁別ビット位置として読み出し、分岐先配列の配列番号とともに分岐先情報抽出手段に出力する。そして、分岐先配列の配列番号とブランチノード配列のノード参照番号にそれぞれ１を加えて次のブランチノード読出手段に出力する。

分岐先情報抽出手段１０５１～１０５ｍは、検索キー設定手段１０５０に設定された検索キーから、ブランチノード読出手段１０３１～１０３ｍが出力した弁別ビット位置の指すビット値を取り出し、該ビット値を、ブランチノード読出手段１０３１～１０３ｍが出力した配列番号が指す分岐先配列の配列要素に、分岐先情報として設定する。ブランチノード読出手段１０３１と分岐先情報抽出手段１０５１の機能は、図２５Ａに示すステップＳ２５０１の処理に対応する。同様に、ブランチノード読出手段１０３ｍと分岐先情報抽出手段１０５ｍまでの各ブランチノード読出手段と分岐先情報抽出手段の機能は、図２５Ａに示すステップＳ２５０ｍまでの各処理に対応する。
分岐先配列は、分岐先情報記憶手段１０７０の記憶領域に確保される。

初段ノード分岐先情報格納位置設定手段１０８０は、分岐先配列の配列番号に１を設定する。初段ノード分岐先情報格納位置設定手段１０８０の機能は、図２６Ａに示すステップＳ２６００の処理に対応する。

次段ノード分岐先情報格納位置計算実行部１０４０は、次段ノード分岐先情報格納位置計算算手段１０４１～１０４ｎ－２を含む。ｎは、カップルドノードツリーの段数である。

次段ノード分岐先情報格納位置計算手段１０４１～１０４ｎ－２は、分岐先配列から、配列番号の指す分岐先情報を読み出し、配列番号を２倍し、２倍した配列番号に分岐先情報を加えた値を次段のノードに対応する分岐先情報の格納された分岐先配列の配列要素の配列番号として求める。次段ノード分岐先情報格納位置計算手段１０４１～１０４ｎ－２の機能は、図２６Ａに示すステップＳ２６０１～Ｓ２６０ｎ－２の処理にそれぞれ対応する。

次段ノード分岐先情報格納位置計算手段１０４１が分岐先情報を読み出すための配列番号は、初段ノード分岐先情報格納位置設定手段１０８０が設定したものである。次段ノード分岐先情報格納位置計算手段１０４２～１０４ｎ－２が分岐先情報を読み出すための配列番号は、それぞれ前の段の次段ノード分岐先情報格納位置計算手段が求めた配列番号である。
次段ノード分岐先情報格納位置計算手段１０４ｎ－２が求めた配列番号は、次に説明するリーフノード出力実行部１０６０に入力され、リーフノードの読み出しに用いられる。

リーフノード出力実行部１０６０は、リーフノード格納位置計算手段１０６１及び検索結果出力手段１０６２を含む。
リーフノード格納位置計算手段１０６１は、次段ノード分岐先情報格納位置計算手段１０４ｎ－２が求めた配列番号の指す分岐先情報を読み出し、配列番号を２倍し、２倍した配列番号に分岐先情報を加えた値をリーフノード配列の配列要素の仮のノード参照番号として求める。そして、仮のノード参照番号からブランチノード配列のノード参照番号の最大値、すなわち検索ツリー記憶手段１０１０に格納されたブランチノードの数ｍを減じた値をリーフノード配列の配列要素のノード参照番号として求める。リーフノード格納位置計算手段１０６１の機能は、図２６ＡのステップＳ２６０ｎ－１、すなわち図２６Ｃに示す処理に対応する。

検索結果出力手段１０６２は、リーフノード格納位置計算手段１０６１が求めたリーフノード配列の配列要素のノード参照番号により、検索ツリー記憶手段１０１０からリーフノードを読み出し、インデックスキーあるいはインデックスキーにアクセスするための情報を取り出す。リーフノードから取り出すものがインデックスキーであるときは、そのインデックスキーを検索結果キーとして出力する。リーフノードから取り出すものがインデックスキーにアクセスするための情報であるときは、取り出したインデックスキーにアクセスするための情報に基づき、インデックスキーを読み出して検索結果キーとして出力する。
また、検索結果キーと検索キーを比較し、一致すれば検索成功とし、一致しなければ検索失敗とする検索結果を出力することも可能である。

次に、本発明の第３の実施形態に係るカップルドノードツリーの生成について、図２８Ａ～図３１Ｂを参照して説明する。先に述べたように、本発明の第３の実施形態に係るカップルドノードツリーの構成は、第２の実施形態に係るカップルドノードツリーの構成と同様であるから、図１８Ａ及び図１８Ｂに記載した処理フロー例により、第３の実施形態に係るカップルドノードツリーを生成することは可能である。したがって、以下に説明する第３の実施形態に係るカップルドノードツリーの生成処理は、先に説明した第２の実施形態に係るカップルドノードツリーの生成処理の変形例ということができる。
なお、以下の説明において、第２の実施形態の説明と同様に、本発明の第３の実施形態に係るカップルドノードツリーをポインタレスツリーといい、従来のカップルドノードツリーを単にツリー、あるいは変換前のツリーということがある。
本発明の第３の実施形態のポインタレスツリーの生成は、第２の実施形態のポインタレスツリーの生成と同様に、例えば次のようにして実現することができる。すなわち、ポインタレスツリーを生成する際には、ポインタレスツリーに格納されるインデックスキーにより、図１Ａ及び図１Ｂに例示する形態のツリーが生成されているものとする。そして、ポインタレスツリーの生成は、ツリーのノードをルートノードから順次巡回し、本発明の第３の実施形態のノードに変換することにより、実現される。

図２８Ａは、本発明の第３の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の前段の処理フロー例を説明する図である。図２８Ａに示すように、まずステップＳ２８０１において、ポインタレスツリーを生成するための配列（ブランチノード配列とリーフノード配列）を取得し、ステップＳ２８０２おいて、配列要素を初期化する。このステップＳ２８０２の処理は、ダミーのブランチノードを用いるために必要となるものである。

次にステップＳ２８０２ａにおいて変換前のツリーの最大段数を求め、ステップＳ２８０２ｂにおいて該最大段数を段数カウンタの上限値に設定する。
ステップＳ２８０２ａの処理の詳細については、後に図３１Ａ及び図３１Ｂを参照して説明する。

次にステップＳ２８０３において、ブランチノード配列とリーフノード配列のベース番号を設定し、ステップＳ２８０５において、段数カウンタに１を設定する。次にステップＳ２８０６において、ノード参照番号に１を設定し、ステップＳ２８０７において、配列番号に、ツリーのルートノードの配列番号を設定する。さらにステップＳ２８０８において、探索経路スタックに配列番号と段数カウンタのカウント値を格納して図２８Ｂに示すステップＳ２８１３に進む。

図２８Ｂは、本発明の第３の実施形態におけるポインタレスツリーを生成する処理の後段の処理フロー例を示す図である。図２８Ｂに示すように、ステップＳ２８１３において、変換前のツリーが格納された配列から、配列番号の指す配列要素をノードとして読み出す。ステップＳ２８１３の最初の処理においては、配列番号にはステップＳ２８０７でルートノードの配列番号が設定されている。２回目以降の処理においては、後に説明するステップＳ２８２８で設定される。以下の説明において、ステップＳ２８１３で読み出されたノードを巡回開始ノードということがある。

次にステップＳ２８１５において、ステップＳ２８１３で読み出したノードからノード種別を取り出し、ステップＳ２８１６で、該取り出したノード種別はブランチノードを示すものか判定する。ステップＳ２８１６の判定が、ノード種別はブランチノードを示すものではなくリーフノードを示すものであればステップＳ２８２２に進み、ブランチノードを示すものであれば、ステップＳ２８１６ａに進む。

ステップＳ２８１６ａでは、ノード参照番号をもとに、ブランチノード配列の配列要素にノードを書き込む。ステップＳ２８１６ａの処理の詳細は、後に図２９を参照して説明する。

次にステップＳ２８１７において、段数カウンタに値１を加え、ステップＳ２８１８に進み、ノード参照番号を２倍にする。さらにステップＳ２８１９において、ステップＳ２８１３で読み出したノードから、代表ノード番号を取り出し、ステップＳ２８２０で、該取り出した代表ノード番号に値０を加えた値を配列番号に設定する。
そして、ステップＳ２８２１において、探索経路スタックに、配列番号と段数カウンタのカウント値を格納してステップＳ２８１３に戻る。ここで探索経路スタックに格納される配列番号は、ステップＳ２８２０で代表ノード番号に値０を加えた値のものであるから、ノード［０］の配列番号である。

上述のステップＳ２８１３～ステップＳ２８２１のループ処理を、ステップＳ２８１６においてノード種別がリーフノードを示すまで繰り返す。つまり、ひとまとまりの処理として、巡回開始ノードから最初のリーフノードまでノードを巡回してノードを読み出し、それを変換してポインタレスツリーのノードを書き込む。図２８Ｂに示す処理フロー例では、ステップＳ２８２０において、代表ノード番号に値０を加えて配列番号に設定していることから、ノード［０］側を優先してノードを巡回しているが、ノード［１］側を優先してノードを巡回することも可能であることは、以上の説明から当業者に明らかである。

一方ステップＳ２８１６において、ノード種別はブランチノードを示すものではなくリーフノードを示すものと判定され、ステップＳ２８２２に進むと、ノード参照番号をもとに、リーフノード配列の配列要素にノードを書き込む。ステップＳ２８２２の処理の詳細は、後に図３０を参照して説明する。

次にステップＳ２８２３において、探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指しているか判定する。
探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指していれば、ツリーの全てのノードの処理は完了しているので処理を終了する。そうでなければ、ステップＳ２８２４に進む。

ステップＳ２８２４では、探索経路スタックから配列番号と段数カウンタのカウント値を取り出し、探索経路スタックのスタックポインタを１つ減らす。次にステップＳ２８２８において、ステップＳ２８２４で取り出した配列番号に値１を加えて、巡回開始ノードの配列番号としてノード［１］の配列番号を得る。そして、ステップＳ２８３０で、ノード参照番号に１を加えてステップＳ２８１３に戻る。

上述のステップＳ２８１３～ステップＳ２８３０のループ処理を、ステップＳ２８２３において探索経路スタックのスタックポインタがツリーのルートノードの配列番号を指していると判定されるまで繰り返すことにより、ツリー上のすべてのノードの巡回が行われ、各ノードがポインタレスツリーのノードに変換されてポインタレスツリーが生成される。

図２９は、本発明の第３の実施形態におけるブランチノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図であり、図２８Ｂに示すステップＳ２８１６ａの処理の詳細を説明する図である。

図に示すように、まずステップＳ１０２５において、配列番号に、ノード参照番号にブランチノード配列のベース番号を加えた値を設定する。そしてステップＳ１０２６で、ノードから弁別ビット位置を取り出し、ステップＳ１０２７で、該弁別ビット位置に値１を加え、ステップＳ１０２８において、ステップＳ１０２５で設定した配列番号の指すブランチノード配列の配列要素に弁別ビット位置を書き込み、ブランチノードを生成して処理を終了する。

図３０は、本発明の第３の実施形態におけるリーフノードを生成する処理の処理フロー例を説明する図であり、図２８Ｂに示すステップＳ２８２２の処理の詳細を説明する図である。

図に示すように、まずステップＳ３０２９において、ノード参照番号と段数カウンタを退避し、ステップＳ３０３０に進む。
ステップＳ３０３０では、段数カウンタは上限値か判定し、上限値でなければ、ステップＳ３０３１でノード参照番号を２倍し、ステップＳ３０３２で段数カウンタに値１を加えてステップＳ３０３０に戻る。

上述のステップＳ３０３０～Ｓ３０３２のループ処理は、リーフノードをポインタレスツリーの最下段のレベルに配置するためのものである。図１Ｂ、図２Ｂの例示では、例えば図１Ｂの変換前のツリーでは３段目にあるリーフノード２１０ｃは、図２Ｂでは５段目のノード２１０ｊに変換されている。そして、図２Ｂにおけるノード２１０ｃの位置情報は、図３０のステップＳ３０２９の処理により、退避される。

なお、段数カウンタの上限値については、図２８Ａに示すステップＳ２８０２ｂで設定されているが、それに替えて、変換前のツリーを生成するときに、リーフノードを挿入するごとにそのリーフノードの段数をカウントし、その最大値をツリーの属性として記憶しておき、本発明の第３の実施形態のポインタレスツリーを生成するときに、その最大値を段数カウンタの上限値とすることができる。

上述のステップＳ３０３０で、段数カウンタは上限値であると判定されると、ステップＳ３０３４に進む。ステップＳ３０３４では、段数カウンタの上限値から１を減じた値による２のべき乗の数値を求め、該数値から１を減じた値をノード参照番号から減じて得た値とリーフノード配列のベース番号との和を、リーフノード配列の配列番号に設定する。図８Ｂの例示では、段数カウンタの上限値は５であり、該上限値から１を減じた値による２のべき乗は１６となる。この値から１を減じた値１５は、ブランチノード配列に配置されたブランチノードの数になる。ここでノード参照番号はブランチノード配列のノード参照番号であるから、このノード参照番号から１５を減じて得た値は図２３の例示で説明したように、リーフノード配列のノード参照番号である。そして、ノード参照番号とベース番号の和により、配列番号が求められる。

そしてステップＳ３０３５で、図２８Ｂに示すステップＳ２８１３で読み出されているノードからインデックスキーを取り出し、ステップＳ３０３６で、該インデックスキーの最上位のビット位置にビット値“０”を挿入し、ステップＳ３０３７において、ステップＳ３０３４で設定した配列番号の指すリーフノード配列の配列要素にインデックスキーを書き込み、リーフノードを生成してステップＳ３０３８に進む。
ステップＳ３０３８では、ノード参照番号と段数カウンタに、ステップＳ３０２９で退避したノード参照番号と段数カウンタをそれぞれ設定して処理を終了する。

次に、変換前のツリーの最大段数を求める処理について図３１Ａ及び図３１Ｂを参照して説明する。図３１Ａ及び図３１Ｂに示す処理フロー例は、図２８Ａに示すステップＳ２８０２ａの処理の詳細を説明するものである。
図３１Ａは、変換前のツリーの最大段数を求める処理の前段の処理フロー例を説明する図である。

図３１Ａに示すように、まずステップＳ３１０１において、段数カウンタに値１を設定し、ステップＳ３１０２において、最大段数カウンタに、段数カウンタに設定された値を設定する。すなわち、段数カウンタ及び最大段数カウンタには、初期値として値１が設定される。
次にステップＳ３１０７において、配列番号に、ツリーのルートノードの配列番号を設定して図３１Ｂに示すステップＳ３１１３に進む。

図３１Ｂは、変換前のツリーの最大段数を求める処理の後段の処理フロー例を説明する図である。図３１Ｂに示すように、ステップＳ３１１３において、変換前のツリーが格納された配列から、配列番号の指す配列要素をノードとして読み出す。ステップＳ３１１３の最初の処理においては、配列番号にはステップＳ３１０７でルートノードの配列番号が設定されている。２回目以降の処理においては、後に説明するステップＳ３１２８で設定される。図２８Ｂにおける説明と同様に、以下の説明において、ステップＳ３１１３で読み出されたノードを巡回開始ノードということがある。

次にステップＳ３１１５において、ステップＳ３１１３で読み出したノードからノード種別を取り出し、ステップＳ３１１６で、該取り出したノード種別はブランチノードを示すものか判定する。ステップＳ３１１６の判定が、ノード種別はブランチノードを示すものではなくリーフノードを示すものであればステップＳ３１２１に進み、ブランチノードを示すものであれば、ステップＳ３１１７に進む。

ステップＳ３１１７では、段数カウンタに値１を加え、ステップＳ３１１９に進み、ステップＳ３１１３で読み出したノードから、代表ノード番号を取り出し、ステップＳ３１２０で、該取り出した代表ノード番号に値０を加えた値を配列番号に設定する。
そして、ステップＳ３１２０ａにおいて、探索経路スタックに、配列番号と段数カウンタのカウント値を格納してステップＳ３１１３に戻る。ここで探索経路スタックに格納される配列番号は、ステップＳ３１２０で代表ノード番号に値０を加えた値のものであるから、ノード［０］の配列番号である。

上述のステップＳ３１１３～ステップＳ３１２０ａのループ処理を、ステップＳ３１１６においてノード種別がリーフノードを示すまで繰り返す。つまり、ひとまとまりの処理として、巡回開始ノードから最初のリーフノードまでノードを巡回してリーフノードの段数を求める。図３１Ｂに示す処理フロー例では、ステップＳ３１２０において、代表ノード番号に値０を加えて配列番号に設定していることから、ノード［０］側を優先してノードを巡回しているが、ノード［１］側を優先してノードを巡回することも可能であることは、以上の説明から当業者に明らかである。

一方ステップＳ３１１６において、ノード種別はブランチノードを示すものではなくリーフノードを示すものと判定されると、ステップＳ３１２１に進み、段数カウンタのカウント値は最大段数カウンタに設定された値より大きいか判定する。ステップＳ３１１６の判定結果が、段数カウンタのカウント値は最大段数カウンタに設定された値より大きい、であれば、ステップＳ３１２２で、最大段数カウンタに、段数カウンタのカウント値を設定してステップＳ３１２３に進み、前記判定結果が、段数カウンタのカウント値は最大段数カウンタに設定された値より大きくない、であれば、ステップＳ３１２３に進む。

ステップＳ３１２３では、探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指しているか判定する。
探索経路スタックのスタックポインタはツリーのルートノードの配列番号を指していれば、ツリーの全てのリーフノードについての段数の処理は完了しているので処理を終了する。そうでなければ、ステップＳ３１２４に進む。

ステップＳ３１２４では、探索経路スタックから配列番号と段数カウンタのカウント値を取り出し、探索経路スタックのスタックポインタを１つ減らす。次にステップＳ３１２８において、ステップＳ３１２４で取り出した配列番号に値１を加えて、巡回開始ノードの配列番号としてノード［１］の配列番号を得てステップＳ３１１３に戻る。

上述のステップＳ３１１３～ステップＳ３１２８のループ処理を、ステップＳ３１２３において探索経路スタックのスタックポインタがツリーのルートノードの配列番号を指していると判定されるまで繰り返すことにより、ツリー上のすべてのノードの巡回が行われ、ツリーの最大段数が求められる。

以上本発明を実施するための形態について詳細に説明したが、本発明の実施の形態はそれに限ることなく種々の変形が可能であることは当業者に明らかである。
また、本発明の第１の実施形態、第２の実施形態、並びに第３の実施形態に係るビット列検索装置が、図６、図１０及び図１１、図１４、図１６及び図１７、あるいは図２４～図２６Ｃに例示した処理をコンピュータに実行させるプログラムによりコンピュータ上に構築可能なことは明らかである。
したがって、上記プログラム、及びプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明の実施の形態に含まれる。さらに、本発明のカップルドノードツリーのデータ構造も、本発明の実施の形態に含まれる。

Claims

ビット列からなる検索キーにより、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造に基づいて、前記インデックスキーを検索するビット列検索装置において、
前記ツリーは配列に記憶されたものであり、該ツリーの始点であって、前記配列の配列番号１の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ノードは該ノードがブランチノードであるかリーフノードであるかを示すノード種別を格納する領域を有し、前記ブランチノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域及び前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値の配列番号の配列要素に配置される、カップルドノードツリーと、
検索を開始するノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定手段と、
前記検索開始位置設定手段あるいは後記リンク手段によりリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたノードを読み出すノード読出手段と、
前記ノード読出手段により読み出されたノードのノード種別を格納する領域から当該ノード種別を読み出し、該ノード種別が前記リーフノードを示すものであるかブランチノードを示すものであるかを判定するノード種別判定手段と、
前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すインデックスキー読出手段と、
前記ノード種別判定手段で判定されたノード種別がブランチノードを示すものであるとき、該ブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定するリンク手段と、
を備え、
前記ノード読出手段で読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定手段で判定し、該ノード種別がリーフノードを示すものであれば、前記インデックスキー読出手段によりインデックスキーを読み出し、該ノード種別がブランチノードを示すものであれば、前記リンク手段により前記リンク先ノードの配列番号を設定し、該設定されたリンク先ノードの配列番号の配列要素に配置されたノードを前記ノード読出手段で読み出し、該読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定手段で判定することを該ノード種別がリーフノードを示すものとなるまで繰り返し、該ノード種別がリーフノードを示すときに前記インデックスキー読出手段によりインデックスキーを読み出すことを特徴とするビット列検索装置。
請求項１記載のビット列検索装置が実行するビット列検索方法において、
検索を開始するノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
前記検索開始位置設定ステップあるいは後記リンクステップにおいてリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたノードを読み出すノード読出ステップと、
前記ノード読出ステップで読み出されたノードのノード種別を格納する領域から当該ノード種別を読み出し、該ノード種別が前記リーフノードを示すものであるかブランチノードを示すものであるかを判定するノード種別判定ステップと、
前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すインデックスキー読出ステップと、
前記ノード種別判定ステップで判定されたノード種別がブランチノードを示すものであるとき、該ブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定するリンクステップと、
を備え、
前記ノード読出ステップで読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定し、該ノード種別がリーフノードを示すものであれば、前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出し、該ノード種別がブランチノードを示すものであれば、前記リンクステップにおいて前記リンク先ノードの配列番号を設定し、該設定されたリンク先ノードの配列番号の配列要素に配置されたノードを前記ノード読出ステップで読み出し、該読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定することを該ノード種別がリーフノードを示すものとなるまで繰り返し、該ノード種別がリーフノードを示すときに前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出すことを特徴とするビット列検索方法。
請求項２記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
請求項２記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーによるビット列検索に用いられる、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造において、
前記ツリーは配列に記憶されたものであり、該ツリーの始点であって、前記配列の配列番号１の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ノードは該ノードがブランチノードであるかリーフノードであるかを示すノード種別を格納する領域を有し、前記ブランチノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域及び前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値の配列番号の配列要素に配置されるものであり、
前記ツリーの記憶手段を備えたビット列検索装置により、
検索を開始するノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
前記検索開始位置設定ステップあるいは後記リンクステップにおいてリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたノードを読み出すノード読出ステップと、
前記ノード読出ステップで読み出されたノードのノード種別を格納する領域から当該ノード種別を読み出し、該ノード種別が前記リーフノードを示すものであるかブランチノードを示すものであるかを判定するノード種別判定ステップと、
前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すインデックスキー読出ステップと、
前記ノード種別判定ステップで判定されたノード種別がブランチノードを示すものであるとき、該ブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定するリンクステップと、
を備え、
前記ノード読出ステップで読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定し、該ノード種別がリーフノードを示すものであれば、前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出し、該ノード種別がブランチノードを示すものであれば、前記リンクステップにおいて前記リンク先ノードの配列番号を設定し、該設定されたリンク先ノードの配列番号の配列要素に配置されたノードを前記ノード読出ステップで読み出し、該読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定することを該ノード種別がリーフノードを示すものとなるまで繰り返し、該ノード種別がリーフノードを示すときに前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出す検索方法の実行を可能とすることを特徴とするデータ構造。
請求項５記載のデータ構造を記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーにより、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造に基づいて、前記インデックスキーを検索するビット列検索装置において、
前記ツリーは配列に記憶されたものであり、該ツリーの始点であるルートノードであって、ノード参照番号１に、該ルートノードの位置を定める配列番号であるベース番号と前記ツリーの各段のノードの開始位置を定める番号であるオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ノードは該ノードがブランチノードであるかリーフノードであるかを示すノード種別を格納する領域を有し、前記ブランチノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域及び前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードのノード参照番号の２倍の値のノード参照番号に、前記ベース番号と該直近上位のブランチノードの次の段のオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置される、カップルドノードツリーと、
検索を開始するノードのノード参照番号と該ノードについての前記オフセット番号と前記ベース番号に基づいて該ノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定手段と、
前記検索開始位置設定手段あるいは後記リンク手段によりリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたノードを読み出すノード読出手段と、
前記ノード読出手段により読み出されたノードのノード種別を格納する領域から当該ノード種別を読み出し、該ノード種別が前記リーフノードを示すものであるかブランチノードを示すものであるかを判定するノード種別判定手段と、
前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すインデックスキー読出手段と、
前記ノード種別判定手段で判定されたノード種別がブランチノードを示すものであるとき、該ブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードのノード参照番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ブランチノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定するリンク手段と、
を備え、
前記ノード読出手段で読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定手段で判定し、該ノード種別がリーフノードを示すものであれば、前記インデックスキー読出手段によりインデックスキーを読み出し、該ノード種別がブランチノードを示すものであれば、前記リンク手段により前記リンク先ノードの配列番号を設定し、該設定されたリンク先ノードの配列番号の配列要素に配置されたノードを前記ノード読出手段で読み出し、該読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定手段で判定することを該ノード種別がリーフノードを示すものとなるまで繰り返し、該ノード種別がリーフノードを示すときに前記インデックスキー読出手段によりインデックスキーを読み出すことを特徴とするビット列検索装置。
請求項１記載のビット列検索装置が実行するビット列検索方法において、
検索を開始するノードのノード参照番号と該ノードについての前記オフセット番号と前記ベース番号に基づいて該ノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
前記検索開始位置設定ステップあるいは後記リンクステップにおいてリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたノードを読み出すノード読出ステップと、
前記ノード読出ステップで読み出されたノードのノード種別を格納する領域から当該ノード種別を読み出し、該ノード種別が前記リーフノードを示すものであるかブランチノードを示すものであるかを判定するノード種別判定ステップと、
前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すインデックスキー読出ステップと、
前記ノード種別判定ステップで判定されたノード種別がブランチノードを示すものであるとき、該ブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードのノード参照番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ブランチノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定するリンクステップと、
を備え、
前記ノード読出ステップで読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定し、該ノード種別がリーフノードを示すものであれば、前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出し、該ノード種別がブランチノードを示すものであれば、前記リンクステップにおいて前記リンク先ノードの配列番号を設定し、該設定されたリンク先ノードの配列番号の配列要素に配置されたノードを前記ノード読出ステップで読み出し、該読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定することを該ノード種別がリーフノードを示すものとなるまで繰り返し、該ノード種別がリーフノードを示すときに前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出すことを特徴とするビット列検索方法。
請求項８記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
請求項８記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーによるビット列検索に用いられる、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造において、
前記ツリーは配列に記憶されたものであり、該ツリーの始点であるルートノードであって、ノード参照番号１に、該ルートノードの位置を定める配列番号であるベース番号と前記ツリーの各段のノードの開始位置を定める番号であるオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ノードは該ノードがブランチノードであるかリーフノードであるかを示すノード種別を格納する領域を有し、前記ブランチノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域及び前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記ノード種別に加えて、前記検索対象のビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードのノード参照番号の２倍の値のノード参照番号に、前記ベース番号と該直近上位のブランチノードの次の段のオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置されるものであり、
前記ツリーの記憶手段を備えたビット列検索装置により、
検索を開始するノードのノード参照番号と該ノードについての前記オフセット番号と前記ベース番号に基づいて該ノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
前記検索開始位置設定ステップあるいは後記リンクステップにおいてリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたノードを読み出すノード読出ステップと、
前記ノード読出ステップで読み出されたノードのノード種別を格納する領域から当該ノード種別を読み出し、該ノード種別が前記リーフノードを示すものであるかブランチノードを示すものであるかを判定するノード種別判定ステップと、
前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すインデックスキー読出ステップと、
前記ノード種別判定ステップで判定されたノード種別がブランチノードを示すものであるとき、該ブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードのノード参照番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ブランチノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定するリンクステップと、
を備え、
前記ノード読出ステップで読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定し、該ノード種別がリーフノードを示すものであれば、前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出し、該ノード種別がブランチノードを示すものであれば、前記リンクステップにおいて前記リンク先ノードの配列番号を設定し、該設定されたリンク先ノードの配列番号の配列要素に配置されたノードを前記ノード読出ステップで読み出し、該読み出したノードのノード種別を前記ノード種別判定ステップで判定することを該ノード種別がリーフノードを示すものとなるまで繰り返し、該ノード種別がリーフノードを示すときに前記インデックスキー読出ステップにおいてインデックスキーを読み出す検索方法の実行を可能とすることを特徴とするデータ構造。
請求項１１記載のデータ構造を記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーにより、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造に基づいて、前記インデックスキーを検索するビット列検索装置において、
前記インデックスキーは、本来のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値を挿入したものであり、
前記検索キーは、本来の検索キーの、前記本来のインデックスキーと同一の特定のビット位置に前記特定のビット値を挿入したものであり、
前記ツリーは配列に記憶され、ｎ段目（ｎは正整数）までのツリーの構成要素を有するものであり、該ツリーの始点であって、前記配列の配列番号１の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ブランチノードは、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、ブランチノードとリーフノードを識別するノード種別を格納する領域、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域、及び前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記ノード種別を格納する領域、及び前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値の配列番号の配列要素に配置され、前記リーフノードはｎ段目にのみ位置する、カップルドノードツリーと、
検索を開始するルートノードの配置された配列要素の配列番号１をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定手段と、
第１～第ｎのノード読出手段と、
第１～第ｎ－１のリンク手段と、
インデックスキー読出手段と、
を備え、
前記第１のノード読出手段は、前記検索開始位置設定手段によりリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号１の配列要素から該配列要素に配置されたルートノードを読み出し、
前記第１のリンク手段は、前記第１のノード読出手段により読み出されたルートノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ルートノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定し、
前記第２～第ｎ－１のノード読出手段は、それぞれ前記第１～第ｎ－２のリンク手段が設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をブランチノードとして読み出し、
前記第２～第ｎ－１のリンク手段は、それぞれ前記第２～第ｎ－１のノード読出手段により読み出されたブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定するものであり、
前記第ｎのノード読出手段は、前記第ｎ－１リンク手段が設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をリーフノードとして読み出し、
インデックスキー読出手段は、前記第ｎのノード読出手段が読みだした前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出す、
ことを特徴とするビット列検索装置。
請求項１３記載のビット列検索装置が実行するビット列検索方法において、
検索を開始するルートノードの配置された配列要素の配列番号１をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
第１～第ｎのノード読出ステップと、
第１～第ｎ－１のリンクステップと、
インデックスキー読出ステップと、
を備え、
前記第１のノード読出ステップにおいて、前記検索開始位置設定ステップでリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号１の配列要素から該配列要素に配置されたルートノードを読み出し、
前記第１のリンクステップにおいて、前記第１のノード読出ステップで読み出されたルートノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ルートノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定し、
前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップにおいて、それぞれ前記第１～第ｎ－２のリンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をブランチノードとして読み出し、
前記第２～第ｎ－１のリンクステップは、それぞれ前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップで読み出されたブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定するものであり、
前記第ｎのノード読出ステップにおいて、前記第ｎ－１リンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をリーフノードとして読み出し、
前記インデックスキー読出ステップにおいて、前記第ｎのノード読出ステップで読みだした前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出す、
ことを特徴とするビット列検索方法。
請求項１４記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
請求項１４記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーによるビット列検索に用いられる、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造において、
前記インデックスキーは、本来のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値を挿入したものであり、
前記検索キーは、本来の検索キーの、前記本来のインデックスキーと同一の特定のビット位置に前記特定のビット値を挿入したものであり、
前記ツリーは配列に記憶され、ｎ段目（ｎは正整数）までのツリーの構成要素を有するものであり、該ツリーの始点であって、前記配列の配列番号１の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ブランチノードは、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、ブランチノードとリーフノードを識別するノード種別を格納する領域、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域、及び前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記ノード種別を格納する領域、及び前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値の配列番号の配列要素に配置され、前記リーフノードはｎ段目にのみ位置するものであり、
前記ツリーの記憶手段を備えたビット列検索装置により、
検索を開始するルートノードの配置された配列要素の配列番号１をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
第１～第ｎのノード読出ステップと、
第１～第ｎ－１のリンクステップと、
インデックスキー読出ステップと、
を備え、
前記第１のノード読出ステップにおいて、前記検索開始位置設定ステップでリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号１の配列要素から該配列要素に配置されたルートノードを読み出し、
前記第１のリンクステップにおいて、前記第１のノード読出ステップで読み出されたルートノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ルートノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定し、
前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップにおいて、それぞれ前記第１～第ｎ－２のリンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をブランチノードとして読み出し、
前記第２～第ｎ－１のリンクステップは、それぞれ前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップで読み出されたブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードの配置された配列要素の配列番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードの配列番号として設定するものであり、
前記第ｎのノード読出ステップにおいて、前記第ｎ－１リンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をリーフノードとして読み出し、
前記インデックスキー読出ステップにおいて、前記第ｎのノード読出ステップで読みだした前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出す検索方法の実行を可能とすることを特徴とするデータ構造。
請求項１７記載のデータ構造を記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーにより、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造に基づいて、前記インデックスキーを検索するビット列検索装置において、
前記インデックスキーは、本来のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値を挿入したものであり、
前記検索キーは、本来の検索キーの、前記本来のインデックスキーと同一の特定のビット位置に前記特定のビット値を挿入したものであり、
前記ツリーは配列に記憶され、ｎ段目（ｎは正整数）までのツリーの構成要素を有するものであり、該ツリーの始点であるルートノードであって、ノード参照番号１に、該ルートノードの位置を定める配列番号であるベース番号と前記ツリーの各段のノードの開始位置を定める番号であるオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ブランチノードは、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、ブランチノードとリーフノードを識別するノード種別を格納する領域、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域、及び前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記ノード種別を格納する領域、及び前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードのノード参照番号の２倍の値のノード参照番号に、前記ベース番号と該直近上位のブランチノードの次の段のオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置され、前記リーフノードはｎ段目にのみ位置する、カップルドノードツリーと、
検索を開始するルートノードのノード参照番号１と該ノードについての前記オフセット番号と前記ベース番号に基づいて該ルートノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定手段と、
第１～第ｎのノード読出手段と、
第１～第ｎ－１のリンク手段と、
インデックスキー読出手段と、
を備え、
前記第１のノード読出手段は、前記検索開始位置設定手段によりリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたルートノードを読み出し、
前記第１のリンク手段は、前記第１のノード読出手段により読み出されたルートノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ルートノードのノード参照番号１の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ルートノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定し、
前記第２～第ｎ－１のノード読出手段は、それぞれ前記第１～第ｎ－２のリンク手段が設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をブランチノードとして読み出し、
前記第２～第ｎ－１のリンク手段は、それぞれ前記第２～第ｎ－１のノード読出手段により読み出されたブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードのノード参照番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ブランチノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定するものであり、
前記第ｎのノード読出手段は、前記第ｎ－１リンク手段が設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をリーフノードとして読み出し、
インデックスキー読出手段は、前記第ｎのノード読出手段が読みだした前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出す、
ことを特徴とするビット列検索装置。
請求項１９記載のビット列検索装置が実行するビット列検索方法において、
検索を開始するルートノードのノード参照番号１と該ルートノードについての前記オフセット番号と前記ベース番号に基づいて該ルートノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
第１～第ｎのノード読出ステップと、
第１～第ｎ－１のリンクステップと、
インデックスキー読出ステップと、
を備え、
前記第１のノード読出ステップにおいて、前記検索開始位置設定ステップでリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたルートノードを読み出し、
前記第１のリンクステップにおいて、前記第１のノード読出ステップで読み出されたルートノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ルートノードのノード参照番号１の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ルートノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定し、
前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップにおいて、それぞれ前記第１～第ｎ－２のリンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をブランチノードとして読み出し、
前記第２～第ｎ－１のリンクステップは、それぞれ前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップで読み出されたブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードのノード参照番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ブランチノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定するものであり、
前記第ｎのノード読出ステップにおいて、前記第ｎ－１リンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をリーフノードとして読み出し、
前記インデックスキー読出ステップにおいて、前記第ｎのノード読出ステップで読みだした前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出す、
ことを特徴とするビット列検索方法。
請求項２０記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
請求項２０記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーによるビット列検索に用いられる、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造において、
前記インデックスキーは、本来のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値を挿入したものであり、
前記検索キーは、本来の検索キーの、前記本来のインデックスキーと同一の特定のビット位置に前記特定のビット値を挿入したものであり、
前記ツリーは配列に記憶され、ｎ段目（ｎは正整数）までのツリーの構成要素を有するものであり、該ツリーの始点であるルートノードであって、ノード参照番号１に、該ルートノードの位置を定める配列番号であるベース番号と前記ツリーの各段のノードの開始位置を定める番号であるオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ブランチノードは、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、ブランチノードとリーフノードを識別するノード種別を格納する領域、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域、及び前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記ノード種別を格納する領域、及び前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードのノード参照番号の２倍の値のノード参照番号に、前記ベース番号と該直近上位のブランチノードの次の段のオフセット番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置され、前記リーフノードはｎ段目にのみ位置するものであり、
前記ツリーの記憶手段を備えたビット列検索装置により、
検索を開始するルートノードのノード参照番号１と該ルートノードについての前記オフセット番号と前記ベース番号に基づいて該ルートノードの配置された配列要素の配列番号を取得し、該取得した配列番号をリンク先ノードの配列番号として設定する検索開始位置設定ステップと、
第１～第ｎのノード読出ステップと、
第１～第ｎ－１のリンクステップと、
インデックスキー読出ステップと、
を備え、
前記第１のノード読出ステップにおいて、前記検索開始位置設定ステップでリンク先ノードの配列番号として設定された配列番号の配列要素から該配列要素に配置されたルートノードを読み出し、
前記第１のリンクステップにおいて、前記第１のノード読出ステップで読み出されたルートノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ルートノードのノード参照番号１の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ルートノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定し、
前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップにおいて、それぞれ前記第１～第ｎ－２のリンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をブランチノードとして読み出し、
前記第２～第ｎ－１のリンクステップは、それぞれ前記第２～第ｎ－１のノード読出ステップで読み出されたブランチノードの弁別ビット位置を格納する領域から当該弁別ビット位置を読み出し、該読み出した弁別ビット位置の前記検索キーのビット値と前記ブランチノードのノード参照番号の２倍の値との和を前記リンク先ノードのノード参照番号とし、該ノード参照番号と前記ベース番号と前記ブランチノードの次の段のオフセット番号の和をリンク先ノードの配列番号として設定するものであり、
前記第ｎのノード読出ステップにおいて、前記第ｎ－１リンクステップで設定したリンク先ノードの配列番号が指す配列要素をリーフノードとして読み出し、
前記インデックスキー読出ステップにおいて、前記第ｎのノード読出ステップで読みだした前記リーフノードのインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域から直接当該インデックスキーを読み出す、あるいは該インデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出す検索方法の実行を可能とすることを特徴とするデータ構造。
請求項２３記載のデータ構造を記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
ビット列からなる検索キーにより、検索対象であるビット列からなるインデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報が格納されたツリーのデータ構造に基づいて、前記インデックスキーを検索するビット列検索装置において、
前記インデックスキーは、本来のインデックスキーのある特定のビット位置に特定のビット値を挿入したものであり、
前記検索キーは、本来の検索キーの、前記本来のインデックスキーと同一の特定のビット位置に前記特定のビット値を挿入したものであり、
前記ツリーは配列に記憶され、ｎ段目（ｎは正整数）までのツリーの構成要素を有するものであり、
該ツリーの始点であるルートノードであって、ノード参照番号１に、前記配列の先頭の配列要素の位置を定める番号であるベース番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置されるルートノードと、前記配列の隣接した配列要素に配置される代表ノードと非代表ノードである２つのノードを有する、ツリーの構成要素としてのノード対を有し、前記ブランチノードは、前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含むが、ブランチノードとリーフノードを識別するノード種別を格納する領域、リンク先である直近下位のノード対の代表ノードの配置された配列要素の配列番号を格納する領域、及び前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含まないものであり、前記リーフノードは、前記インデックスキーあるいは該インデックスキーにアクセスするための情報を格納する領域を含むが、前記ノード種別を格納する領域、及び前記検索キーの弁別ビット位置を格納する領域を含まないものであって、前記代表ノードは該代表ノードの直近上位のブランチノードのノード参照番号の２倍の値のノード参照番号に、前記ベース番号を加えた値の配列番号の配列要素に配置され、前記リーフノードはｎ段目にのみ位置する、カップルドノードツリーを記憶する検索ツリー記憶手段と、
前記検索キーの、各ブランチノードの前記弁別ビット位置と一致するビット位置のビット値を分岐先情報として前記ブランチノードに対応して格納する分岐先配列を記憶する分岐先情報記憶手段と、
前記検索ツリー記憶手段に記憶されたカップルドノードツリーからブランチノードをノード参照番号順に読み出し、該ブランチノードの弁別ビット位置と前記検索キーにより前記分岐先情報を抽出して前記分岐先配列の配列番号１の配列要素から順次各配列要素に設定する分岐先情報設定実行部と、
前記分岐先配列に設定された配列番号１の配列要素に格納された分岐先情報を前記カップルドノードツリーの第１段のノードの分岐先情報として読み出し、該読み出した分岐先情報に前記配列番号１を２倍した値を加えて得られる値を、前記カップルドノードツリーの第２段のノードの分岐先情報が格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号とし、以下、第２段のノードの分岐先情報に該第２段のノードの分岐先情報が格納された前記配列要素の配列番号を２倍した値を加えて得られる値を、前記カップルドノードツリーの第３段のノードの分岐先情報が格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号とするように、自段のノードの分岐先情報に該自段のノードの分岐先情報が格納された前記配列要素の配列番号を２倍した値を加えて得られる値を、前記カップルドノードツリーの次段のノードの分岐先情報が格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号とすることを前記カップルドノードツリーの第ｎ－２段のノードまで繰り返して前記カップルドノードツリーの第ｎ－１段のノードの分岐先情報の格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号を求める次段ノード分岐先情報格納位置計算実行部と、
前記次段ノード分岐先情報格納位置計算実行部が求めた配列番号により、前記分岐先配列から前記カップルドノードツリーの第ｎ－１段のノードの分岐先情報を読み出し、該読み出した分岐先情報と該配列番号に基づいてリーフノードの格納位置を求め、前記検索ツリー記憶手段に記憶されたカップルドノードツリーから該格納位置に格納されたリーフノードを読み出すリーフノード出力実行部と、
を備えることを特徴とするビット列検索装置
請求項２５記載のビット列検索装置において、
前記カップルドノードツリーを記憶する配列は、ブランチノードを記憶するブランチノード配列とリーフノードを記憶するリーフノード配列から構成され、該ブランチノード配列は、前記カップルドノードツリーを記憶する配列のうち、前記カップルドノードツリーのｎ－１段目までのツリーの構成要素を記憶する部分と一致するものであり、
前記リーフノード出力実行部は、前記次段ノード分岐先情報格納位置計算実行部が求めた配列番号により、前記分岐先配列から前記カップルドノードツリーの第ｎ－１段のノードの分岐先情報を読み出し、該読み出した分岐先情報と該配列番号を２倍した値の和から前記ブランチノード配列のノード参照番号の最大値を減じたリーフノード配列のノード参照番号を求め、該リーフノード配列のノード参照番号に該リーフノード配列の先頭の配列要素の位置を定める番号であるベース番号を加えた値の配列番号を前記リーフノードの格納位置として求め、前記検索ツリー記憶手段に記憶されたカップルドノードツリーから該格納位置に格納されたリーフノードを読み出し、該リーフノードからインデックスキーを読み出す、あるいはインデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すことを特徴とするビット列検索装置。
請求項２５記載のビット列検索装置が実行するビット列検索方法において、
前記検索ツリー記憶手段に記憶されたカップルドノードツリーからブランチノードをノード参照番号順に読み出し、該ブランチノードの弁別ビット位置と前記検索キーにより前記分岐先情報を抽出して前記分岐先配列の配列番号１の配列要素から順次各配列要素に設定する分岐先情報設定ステップと、
前記分岐先配列に設定された配列番号１の配列要素に格納された分岐先情報を前記カップルドノードツリーの第１段のノードの分岐先情報として読み出し、該読み出した分岐先情報に前記配列番号１を２倍した値を加えて得られる値を、前記カップルドノードツリーの第２段のノードの分岐先情報が格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号とし、以下、第２段のノードの分岐先情報に該第２段のノードの分岐先情報が格納された前記配列要素の配列番号を２倍した値を加えて得られる値を、前記カップルドノードツリーの第３段のノードの分岐先情報が格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号とするように、自段のノードの分岐先情報に該自段のノードの分岐先情報が格納された前記配列要素の配列番号を２倍した値を加えて得られる値を、前記カップルドノードツリーの次段のノードの分岐先情報が格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号とすることを前記カップルドノードツリーの第ｎ－２段のノードまで繰り返して前記カップルドノードツリーの第ｎ－１段のノードの分岐先情報の格納された前記分岐先配列の配列要素の配列番号を求める次段ノード分岐先情報格納位置計算ステップと、
前記次段ノード分岐先情報格納位置計算ステップで求めた配列番号により、前記分岐先配列から前記カップルドノードツリーの第ｎ－１段のノードの分岐先情報を読み出し、該読み出した分岐先情報と該配列番号に基づいてリーフノードの格納位置を求め、前記検索ツリー記憶手段に記憶されたカップルドノードツリーから該格納位置に格納されたリーフノードを読み出すリーフノード出力ステップと、
を備えることを特徴とするビット列検索方法。
請求項２７記載のビット列検索方法において、
前記カップルドノードツリーを記憶する配列は、ブランチノードを記憶するブランチノード配列とリーフノードを記憶するリーフノード配列から構成され、該ブランチノード配列は、前記カップルドノードツリーを記憶する配列のうち、前記カップルドノードツリーのｎ－１段目までのツリーの構成要素を記憶する部分と一致するものであり、
前記リーフノード出力ステップは、前記次段ノード分岐先情報格納位置計算ステップで求めた配列番号により、前記分岐先配列から前記カップルドノードツリーの第ｎ－１段のノードの分岐先情報を読み出し、該読み出した分岐先情報と該配列番号を２倍した値の和から前記ブランチノード配列のノード参照番号の最大値を減じたリーフノード配列のノード参照番号を求め、該リーフノード配列のノード参照番号に該リーフノード配列の先頭の配列要素の位置を定める番号であるベース番号を加えた値の配列番号を前記リーフノードの格納位置として求め、前記前記検索ツリー記憶手段に記憶されたカップルドノードツリーから該格納位置に格納されたリーフノードを読み出し、該リーフノードからインデックスキーを読み出す、あるいはインデックスキーにアクセスするための情報に基づき当該インデックスキーを読み出すことを特徴とするビット列検索方法。
請求項２７又は請求項２８記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
請求項２７又は請求項２８記載のビット列検索方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。