[发明专利]一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法

权利要求书

1.一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，包括数据存储和数据查询，其特征在于，

所述数据存储包括以下步骤：

步骤1.1：首先数据文件按照数据块组织数据内容，数据块的键包括标签ID和数据时间段；

步骤1.2：将标签ID和数据时间段作为两个键，以标签ID为键的数据块存储在哈希表结构中，以数据时间段为键的数据块存储在红黑树结构中，标签ID对应红黑树的根，数据时间段对应数据的文件ID与数据块ID；

所述数据查询包括以下步骤：

步骤2.1：首先根据标签ID定位红黑树根节点；

步骤2.2：再根据时间段获取相应红黑树节点，返回文件ID和数据块ID，得到相应数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

在所述数据存储的步骤1.2中，当数据块填满时则归入存档文件，其中，每个存档文件对应一个索引，当往存档文件中写入数据块时，同时会创建一条索引记录。

3.根据权利要求2所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

所述索引记录和数据块的归档一同创建，索引记录同时创建一级索引和二级索引；

其中，所述一级索引以标签ID为键，红黑树根节点为值，根据求余运算进行散列；

所述二级索引以时间段为键，文件ID、数据块ID和数据块中的数值个数为值；

所述一级索引为哈希表结构或哈希表节点，二级索引为红黑树结构或红黑树节点。

4.根据权利要求3所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

所述哈希表包括节点数组和表本身，内存头部存放表项内容，剩下的部分存放节点内容；

将所有哈希表节点放在连续内存中，使用数组下标来访问哈希表节点，使用一个结构体类型来引用哈希表节点。

5.根据权利要求3所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

通过对哈希表结构进行标签点总容量的半数的求余运算，平均只有2个标签会落入同一个表项中，用于达到所需的散列；

在对哈希表进行求余运算，出现散列冲突时，采用外部拉链法，将位于同一个表项中的元素通过一个单链表串联起来。

6.根据权利要求3所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

所述红黑树节点包含父亲节点、左孩子节点与右孩子节点，另外一个字段是节点颜色，此外还包含一个以数据时间段为键的键值结构；

将所有红黑树节点分配在连续内存中，红黑树节点间不留空隙，即相当于一个红黑树节点的数组，使用数组下标来访问红黑树节点，使用一个结构体类型来引用红黑树节点。

7.根据权利要求1所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

通过对查询语句进行解析，得到待查询数据的查询参数；

根据查询参数中指定的标签ID，定位到哈希表中相应红黑树根节点，从而找到根节点对应的红黑树；

然后根据查询参数中的时间，对红黑树节点进行二分查找，从而找到相应树节点，得到文件ID和数据块ID，获取相应数据。

8.根据权利要求7所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

根据查询参数中指定的单个标签ID和时间段，查询获取单个标签点相应时间段数据。

9.根据权利要求7所述的一种基于哈希表和红黑树的实时数据存储与查询方法，其特征在于，

根据查询参数中指定的多个标签ID和时刻，查询获取多个标签点相应时刻断面数据。