R-strom

R-strom (anglicky R-tree) je stromová datová struktura podobná B-stromům, ale používaná pro prostorové přístupové metody, například pro indexovaní vícerozměrných struktur například v geografických informačních systémech. Mimo to, pomocí R-stromů je implementováno například datové úložiště MyISAM v MySQL.

Datová struktura dělí místo na hierarchicky vkládané a potenciálně se překrývající, tzv. MBR (minimum bounding rectangles – minimální ohraničující obdélníky, též nazývané obdélníky nebo boxy – R z anglického výrazu pro obdélník (rectangle) tvoří část názvu R-stromů).

Každý uzel R-stromu má proměnlivý počet záznamů (až do předdefinovaného maxima). Každý záznam uvnitř uzlu, který není listem, ukládá dvě další informace: způsob identifikace dceřiného uzlu a MBR všech záznamů uvnitř tohoto dceřiného uzlu.

Algoritmy pro vložení nového a smazání stávajícího prvku používají MBR z uzlů ke kontrole, že prvky v geometrickém okolí jsou umístěny do stejných listových uzlů (konkrétně, nový prvek půjde do listového uzlu, který potřebuje nejmenší rozšíření svého MBR). Každý záznam uvnitř listového uzlu uloží dvě informace: identifikátor daného prvku (který může být alternativně umístěn přímo do uzlu) a MBR datového prvku.

Podobně, vyhledávací algoritmy používají MBR k rozhodnutí, zdali hledat uvnitř daného uzlu. Tímto způsobem při hledání většina uzlů „netknutých“. Stejně jako B-stromy, jsou R-stromy vhodné pro databáze, kde se uzly podle potřeby mohou načítat do paměti.

U R-stromů lze nastavit nejen maximální počet prvků v něm, ale i algoritmus, kdy se má daný list změnit v uzel další úrovně. Mezi tyto algoritmy patří:

• linear-cost algoritm
• quadratic-cost algoritm
• exhaustive algoritm

R-stromy nezaručují dobrý výkon pro nejnepříznivější případ uložení dat, ale jejich implementace dosahují slušných výkonů při použití „reálných“ dat. V roce 2004 byl nicméně vyvinut nový algoritmus, Priority R-Tree, který má výkon vylepšovat právě pro nepříznivě uložená data.

Varianty

• R* strom
• R+ strom
• Hilbertův R-strom
• Prioritní R-strom (PR-strom)

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku R-tree na anglické Wikipedii.

Literatura

• Antonin Guttman: R-Trees: A Dynamic Index Structure for Spatial Searching, Proc. 1984 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, pp. 47-57. ISBN 0-89791-128-8
• Yannis Manolopoulos, Alexandros Nanopoulos, Apostolos N. Papadopoulos, Yannis Theodoridis: R-Trees: Theory and Applications, Springer, 2005. ISBN 1-85233-977-2
• N. Beckmann, H.-P. Kriegel, R. Schneider, B. Seeger: The R*-Tree: An Efficient and Robust Access Method for Points and Rectangles. SIGMOD Conference 1990: 322-331 Archivováno 17. 4. 2018 na Wayback Machine.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu R-strom na Wikimedia Commons
• R-tree portal (anglicky)
• R-Trees: A Dynamic Index Structure for Spatial Searching (anglicky)
• implementace R-stromu: Java applet Archivováno 1. 5. 2007 na Wayback Machine., Common Lisp, .NET, Python. (anglicky)

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.