CN105353994B - 三维结构的数据存储方法及装置、查询方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维结构的数据存储方法、存储装置、查询方法及查询装置。所述三维结构的数据存储方法包括以下步骤：提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；通过预设函数获得每位待存储数据的键值；将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。本发明的三维结构的数据存储方法、存储装置、查询方法及查询装置中，不仅实现了数据的精确定位，而且还通过跳跃式的查询，大大地提高了数据查询的效率。

Description

三维结构的数据存储方法及装置、查询方法及装置

技术领域

本发明涉及一种数据存储领域，特别是涉及一种三维结构的数据存储方法、存储装置、查询方法及查询装置。

背景技术

在程序的运行过程中，数据的存取方式，直接影响程序的运行效率。在现行的数据存储中，主要使用的方法是树的思想，这种方法的实现不容易理解，并且操作起来有一定的难度。

另外一些的方法，哈希表的方法能够精确的定位，但是因为有冗余性，不能避难出现相同键值可能性，并且在后面查找的时候，要进行遍历整个链表，才能查找到所需要的数据，使时间增长。

现在使用的数据存储管理方法，在实现的方法上过于繁琐、复杂。理解起来十分困难，导致研发周期的增长。在数据查找、***上，需要过多的操作，导致程序效率的降低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三维结构的数据存储方法、存储装置、查询方法及查询装置，用于解决现有技术中数据查询效率低下的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种三维结构的数据存储方法，所述三维结构的数据存储方法包括以下步骤：提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；通过预设函数获得每位待存储数据的键值；将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。

本发明提供一种三维结构的数据存储装置，所述三维结构的数据存储装置包括：提供模块，用于提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；键值获取模块，用于通过预设函数获得待每位待存储数据的键值；保存模块，用于将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；层高设置模块，用于为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。

本发明提供一种三维结构的数据查询方法，所述三维结构的数据查询方法所查询数据由如前述的三维结构的数据存储方法存储形成；所述三维结构的数据查询方法包括以下步骤：通过预设函数获取待查询数据的键值；获取与所述待查询数据的键值相对应的结构体数组；在与所述待查询数据的键值相对应的结构体数据组内，从最高层开始按照数据大小进行查询；在查询到当前层的当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

于本发明的一实施例中，所述数据查询方法还包括：在查询到当前层的所有数据均小于待查询数据时，从当前层的最大数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

于本发明的一实施例中，在层高较低的相邻层内进行查询时，按照数据大小从跳转的数据节点向数据较大的方向进行查询。

于本发明的一实施例中，所述数据查询方法还包括：在查询到当前层的当前数据与待查询数据相同时，确定当前数据为待查询数据。

本发明提供一种三维结构的数据查询装置，所述三维结构的数据查询装置包括：键值获取模块，用于通过预设函数获取待查询数据的键值；结构体数据获取模块，用于获取与所述待查询数据的键值相对应的结构体数组；数据查询模块，用于在与所述待查询数据的键值相对应的结构体数据组内，从最高层开始按照数据大小进行查询；层高切换模块，用于在查询到当前层的当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

于本发明的一实施例中，所述层高切换模块还用于在查询到当前层的所有数据均小于待查询数据时，从当前层的最大数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

于本发明的一实施例中，所述数据查询模块还用于在层高较低的相邻层内进行查询时，按照数据大小从跳转的数据节点向数据较大的方向进行查询。

于本发明的一实施例中，所述数据查询模块还用于在查询到当前层的当前数据与待查询数据相同时，确定当前数据为待查询数据。

如上所述，本发明的三维结构的数据存储方法、存储装置、查询方法及查询装置，具有以下有益效果：

本发明的数据存储方法、查询方法中，通过获取数据的唯一键值，并设置每位数据的层高，从而实现了有序的数据存储；这样在数据查询时，通过键值查询对应的结构体数组，并根据层高不同实现了数据的快速定位，通过这样的方式实现了数据的快速查询，大大提高了数据查询的效率。

附图说明

图1显示为本发明三维结构的数据存储方法于一实施例中的流程示意图。

图2显示为本发明三维结构的数据存储装置于一实施例中的结构示意图。

图3显示为本发明三维结构的数据查询方法于一实施例中的流程示意图。

图4显示为本发明三维结构的数据查询方法于具体实现方式中的示意图。

图5显示为本发明三维结构的数据查询装置于一实施例中的结构示意图。

元件标号说明

2 三维结构的数据存储装置

21 提供模块

22 键值获取模块

23 保存模块

24 层高设置模块

4 三维结构的数据查询装置

41 键值获取模块

42 结构体数据获取模块

43 数据查询模块

44 层高切换模块

S11～S14 步骤

S31～S34 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

正如背景技术中所述的，现在使用的数据存储管理方法在实现的方法上过于繁琐、复杂，从而导致数据的查询效率低下。

而本发明通过吸取一些算法特点，针对数据的操作进行简单的操作，实现一种简单、易懂的方法，实现对于数据的增、删、改、查工能，从而达到对于数据的快速精确处理。

请参阅图1，本发明提供一种三维结构的数据存储方法，所述三维结构的数据存储方法包括以下步骤：

S11，提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；

在具体实施例中，每们结构体数组的下标(键值)由预设函数获取；

S12，通过预设函数获得待每位待存储数据的键值；

S13，将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；

S14，为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。

下面再结合具体实施方式对本实施例的存储方法进行详细说明。

首先提供固定大小的结构体数组，例如可以将结构体数组的的设置为表1所示的结构，当然也可以根据实际需求进行设置，此不应限制本发明的保护范围。

1

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表1

表1所示的结构体数组的下标既是我们要通过设定函数获得的键值。

具体获得键值的过程如下：通过设定一个函数，把参数传进函数中，进行一定的运算获得一个唯一键值。在设计函数时，为了防止下面接入每个节点后面的数据过多，获得键值函数最好能实现是均匀的分布，这样避免出现某一个节点后面挂上大量的数据，导致整个三维结构不平衡。设定的函数可以采用现有的函数来实现，在此不再赘述。

因为***的数据不可避免的会出现键值相同的数据，对这些数据的操作是按顺序的***到当前的节点的后面，产生一个有序的链表，并且为***到链表中的每个节点产生一个随机的层高，但当前产生的层高不能超过层高的最大值(初始设定可以最大的层高上限)。

通过设定函数对参数计算后，获得的键值一定要在数组下标的范围内。这里的每一个结构体数组成员是一个结构体，每个成员至少要包含一个指向后面节点的指针，便于产生键值后，向本节点后***数据，也方便向后索引查找。例如：

Struct name1{

Struct name2*node；

int current_level；

}arry[index]；

在每个节点后面添加数据的方式是一个有高度的有序链表，通过这样的设计使再查找数据的时候可以实现跳跃查找。其中，current level值记录的是本键值后的有序链表中，在所有链表成员中最大的层高，但这个层高值不会超过最大限定的MAX_LEVEL(本方法中设定最大层高限制)。

再***数据时，在查找到所要***的点后，需要产生一个随机层高，产生的随机数据最好符合正太分布，这样可以增加查找的高效、稳定，函数由自己定义实现。当产生的层高大于当前的最大层高，但不超过设定的最大层高时，更新现有的最大层高。另外，在删除时，查找到数据后，如果删除的数据是当前最大的层高，删除后，更新当前的最大层高。

本发明的数据存储方法通过一种三维立体实现方案，首先是根据数据获得键值；其次是在后续的***数据时，为当前数据产生一个随机高度，方便后面实现跳跃查询。通过这样的存储方式实现了数据的有序存储，为后续的查询提供了便利，从而大大提高查询的效率。

参考图2，本发明提供一种三维结构的数据存储装置，所述三维结构的数据存储装置包括：提供模块21、键值获取模块22、保存模块23以及层高设置模块24。

所述提供模块21用于提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；

所述键值获取模块22用于通过预设函数获得待每位待存储数据的键值；

所述保存模块23用于将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；

所述层高设置模块24用于为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。

本实施例的数据存储装置的实现过程与前述的数据存储方法相类似，在此不再赘述。

本发明还提供一种三维结构的数据查询方法，所述三维结构的数据查询方法所查询数据由前述的三维结构的数据存储方法存储形成；参考图3，所述三维结构的数据查询方法包括以下步骤：

S31，通过预设函数获取待查询数据的键值；

S32，获取与所述待查询数据的键值相对应的结构体数组；

S33，在与所述待查询数据的键值相对应的结构体数据组内，从最高层开始按照数据大小进行查询；

S34，在查询到当前层的当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

本实施例中，在查询到当前层的所有数据均小于待查询数据时，从当前层的最大数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

具体地，在层高较低的相邻层内进行查询时，按照数据大小从跳转的数据节点向数据较大的方向进行查询。在层高较低的相邻层进行查询时，同样判断当前数据与待查询数据的大小，在当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转至层高更低的相邻层中，继续向数据较大的方向进行查询，重复上述查询过程直至查询到当前层的当前数据与待查询数据相同时，确定当前数据为待查询数据。

下面结合具体的实施例对上述数据查询方法做进一步说明。

参考图4，表现的是获得相同键值(数组下标)的数据，在节点后形成的有序链表的状况，该链表中的level记录的是当前数据的可变数组的*forward[]的高度，既*forward[]的下标。

存储后，节点的主要成员：

Struct name2{

Void*data；

Struct name2*forward[]；

Int level；

}

每个节点后面的数据存储方式如图4所示，每次查找数据从最高层开始一层一层的向下查找，直到查找到所需要找的数据。例如查找85，首先有个预设的最大值(1)和最小值(-1)，为了防止查找越界，限制在本范围内查找。

查找开始从level 3开始查看，一次向后，查找到37时，判定比37大，比1小，开始从37的节点跳到下一层接着从37向后开始比较，依次向下找到level 1时，查找到85结束。在查找的过程中，因为数据的类型不定，需要自己设计比较函数，比较***数据的大小，产生一个顺序链表。

再如，当我们在后续的查找中，如果要查找数据32时，我们通过指定的函数计算出一个键值，通过这个键值可以直接锁定到去哪个节点后的有序链表中去查找。到该链表后，开始图4，按照跳跃式的方式去查找，首先从该节点的最高层(本有序链表中的最高层高，该层高值一定要小于等于MAX_LEVEL(限定的最大层高))开始由高向下查找。查找32时，本图中最大为三层，在level 3比较后32大于21，小于37。开始从21节点跳到level2，向后开始比较，发现小于37。再由21数据的地方向下跳跃，重复在level 2层的动作，向后比较，发现等于32的值，然后判断是否是所要查找的值。

本实施例的数据查询方法，首先实现了数据的精确定位，然后在后续的再定位过程中跳跃式查找数据，更加的方便快捷，提升代码的执行效率。

参考图5，本发明还提供一种三维结构的数据查询装置，所述三维结构的数据查询装置包括：键值获取模块41、结构体数据获取模块42、数据查询模块43、以及层高切换模块44。

所述键值获取模块41用于通过预设函数获取待查询数据的键值；本实施例的键值获取模块41可参考图2中的键值获取模块22，在此不再赘述。

所述结构体数据获取模块42用于获取与所述待查询数据的键值相对应的结构体数组；

所述数据查询模块43用于在与所述待查询数据的键值相对应的结构体数据组内，从最高层开始按照数据大小进行查询；

所述层高切换模块44用于在查询到当前层的当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

本实施例中，所述层高切换模块44还用于在查询到当前层的所有数据均小于待查询数据时，从当前层的最大数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

所述数据查询模块43还用于在层高较低的相邻层内进行查询时，按照数据大小从跳转的数据节点向数据较大的方向进行查询。依次重复查询过程直至在查询到当前层的当前数据与待查询数据相同时，确定当前数据为待查询数据。

本实施例的查询装置的实现过程可以参考前述关于查询方法的详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明三维结构的数据存储方法、存储装置、查询方法及查询装置，实现方式简单、数据操作精确、快速；不仅实现了数据的精确定位，而且通过跳跃式查找，大大提高了数据查询的效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种三维结构的数据存储方法，其特征在于，所述三维结构的数据存储方法包括以下步骤：

提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；

通过预设函数获得每位待存储数据的键值；

将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；

为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。

2.一种三维结构的数据存储装置，其特征在于，所述三维结构的数据存储装置包括：

提供模块，用于提供固定大小的结构体数组，所述结构体数组的下标分别对应不同的键值；

键值获取模块，用于通过预设函数获得待每位待存储数据的键值；

保存模块，用于将待存储数据分别对应存储于与每位待存储数据的键值相匹配的结构体数组内；

层高设置模块，用于为所述结构体数组内的待存储数据依次设置符合预设层高范围的层高。

3.一种三维结构的数据查询方法，其特征在于，所述三维结构的数据查询方法所查询数据由如权利要求1所述的三维结构的数据存储方法存储形成；所述三维结构的数据查询方法包括以下步骤：

通过预设函数获取待查询数据的键值；

获取与所述待查询数据的键值相对应的结构体数组；

在与所述待查询数据的键值相对应的结构体数据组内，从最高层开始按照数据大小进行查询；

在查询到当前层的当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

4.根据权利要求3所述的三维结构的数据查询方法，其特征在于，所述数据查询方法还包括：在查询到当前层的所有数据均小于待查询数据时，从当前层的最大数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

5.根据权利要求3或4所述的三维结构的数据查询方法，其特征在于，在层高较低的相邻层内进行查询时，按照数据大小从跳转的数据节点向数据较大的方向进行查询。

6.根据权利要求5所述的三维结构的数据查询方法，其特征在于，所述数据查询方法还包括：在查询到当前层的当前数据与待查询数据相同时，确定当前数据为待查询数据。

7.一种三维结构的数据查询装置，其特征在于，所述三维结构的数据查询装置所查询数据由如权利要求1所述的三维结构的数据存储方法存储形成；所述三维结构的数据查询装置包括：

键值获取模块，用于通过预设函数获取待查询数据的键值；

结构体数据获取模块，用于获取与所述待查询数据的键值相对应的结构体数组；

数据查询模块，用于在与所述待查询数据的键值相对应的结构体数据组内，从最高层开始按照数据大小进行查询；

层高切换模块，用于在查询到当前层的当前数据大于待查询数据时，从当前数据的前一位数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

8.根据权利要求7所述的三维结构的数据查询装置，其特征在于，所述层高切换模块还用于在查询到当前层的所有数据均小于待查询数据时，从当前层的最大数据节点跳转到层高较低的相邻层内进行查询。

9.根据权利要求7或8所述的三维结构的数据查询装置，其特征在于，所述数据查询模块还用于在层高较低的相邻层内进行查询时，按照数据大小从跳转的数据节点向数据较大的方向进行查询。

10.根据权利要求9所述的三维结构的数据查询装置，其特征在于，所述数据查询模块还用于在查询到当前层的当前数据与待查询数据相同时，确定当前数据为待查询数据。