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分类: C/C++

2018-07-06 08:45:24

转自:https://www.cnblogs.com/274914765qq/p/4547621.html

一、简介

跳表(skiplist)是一个非常优秀的数据结构,实现简单,插入、删除、查找的复杂度均为O(logN)。LevelDB的核心数据结构是用跳表实现的,redis的sorted set数据结构也是有跳表实现的。代码在这里:http://flyingsnail.blog.51cto.com/5341669/1020034


二、跳表图解

考虑一个有序表:

从该有序表中搜索元素 < 23, 43, 59 > ,需要比较的次数分别为 < 2, 4, 6 >,总共比较的次数

为 2 + 4 + 6 = 12 次。有没有优化的算法吗?  链表是有序的,但不能使用二分查找。类似二叉

搜索树,我们把一些节点提取出来,作为索引。得到如下结构:

这里我们把 < 14, 34, 50, 72 > 提取出来作为一级索引,这样搜索的时候就可以减少比较次数了。

我们还可以再从一级索引提取一些元素出来,作为二级索引,变成如下结构:

这里元素不多,体现不出优势,如果元素足够多,这种索引结构就能体现出优势来了。

这基本上就是跳表的核心思想,其实也是一种通过“空间来换取时间”的一个算法,通过在每个节点中增加了向前的指针,从而提升查找的效率。

跳表

下面的结构是就是跳表:

其中 -1 表示 INT_MIN, 链表的最小值,1 表示 INT_MAX,链表的最大值。

跳表具有如下性质:

(1) 由很多层结构组成

(2) 每一层都是一个有序的链表

(3) 最底层(Level 1)的链表包含所有元素

(4) 如果一个元素出现在 Level i 的链表中,则它在 Level i 之下的链表也都会出现。

(5) 每个节点包含两个指针,一个指向同一链表中的下一个元素,一个指向下面一层的元素。

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