SkipList 跳表的原理以及实现

SkipList 跳表的原理以及实现

大家好,又见面了,我是全栈君。

一、概念

何为跳表呢?
我们先维基百科对其定义继续剖析:
跳跃列表是一种数据结构。它允许快速查询一个有序连续元素的数据链表,而其快速查询是通过维护一个多层次的链表,且每一层链表中的元素是前一层链表元素的子集。
一开始时,算法在最稀疏的层次进行搜索,直至需要查找的元素在该层两个相邻的元素中间。这时,算法将跳转到下一个层次,重复刚才的搜索,直到找到需要查找的元素为止。跳过的元素的方法可以是随机性选择或确定性选择,其中前者更为常见。

什么意思呢?
我们知道二分法查询是依赖数组的随机访问,也只能应用于数组结构,而链表基于`二分法查询`类似的查询也就成了我们所讲的跳表结构。
其原理就是对有序的链表增加上附加的前进链接,增加是以随机化的方式进行的,所以在列表中的查找可以快速的跳过部分列表,因此得名。所有操作都以对数随机化的时间进行。

SkipList 跳表的原理以及实现

跳表最底层是一个全量的有序链表,上层可以说是下层的“快速跑道”

二、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。

三、实现

(一)初始化

// 构建一个跳表节点属性
private static class SkipListNode<T>{
        T val;&emsp;
        SkipListNode<T> next,down;&emsp;
        double sorce;

        SkipListNode(){}
        SkipListNode(T val,double sorce){
            this.val = val;
            this.sorce =sorce;
        }
    }
    // 层数
    private int level = 0;
    // 顶层节点
    private SkipListNode<T> top; 
    public SkipList(int level){
        this.level=level;
        int i = level;
        SkipListNode<T> temp = null;
        SkipListNode<T> pre = null;
        while (i--!==0){
            temp = new SkipListNode<T>(null,Double.MIN_VALUE);
            temp.down = pre;
            pre = temp;
        }
        top = temp;
    }

(二)查找

public T get(double socre){
        SkipListNode<T> t = top;
        while (t!=null){
            if(t.sorce==socre){
                return t.val;
            }
            if(t.next==null){
                if(t.down!=null){
                    t = t.down;
                    continue;
                }else {
                    return null;
                }
            }
            if(t.next.sorce>socre){
                t = t.down;
            }else {
                t = t.next;
            }
        }
        return null;
    }

(三)插入

 public void put(double socre,T val){
        //1,找到需要插入的位置
        SkipListNode<T> t = top, cur = null;//若cur不为空,表示当前score值的节点存在
        List<SkipListNode<T>> path = new ArrayList<>();//记录每一层当前节点的前驱节点
        while (t != null) {
            if (t.score == score) {
                cur = t;
                break;//表示存在该值的点,表示需要更新该节点
            }
            if (t.next == null) {
                path.add(t);//需要向下查找,先记录该节点
                if (t.down != null) {
                    t = t.down;
                    continue;
                } else {
                    break;
                }
            }
            if (t.next.score > score) {
                path.add(t);//需要向下查找,先记录该节点
                if (t.down == null) {
                    break;
                }
                t = t.down;
            } else
                t = t.next;
        }
        if (cur != null) {
            while (cur != null) {
                cur.val = val;
                cur = cur.down;
            }
        } else {//当前表中不存在score值的节点,需要从下到上插入
            int lev = getRandomLevel();
            if (lev > level) {//需要更新top这一列的节点数量,同时需要在path中增加这些新的首节点
                SkipListNode<T> temp = null;
                SkipListNode<T> prev = top;//前驱节点现在是top了
                while (level++ != lev) {
                    temp = new SkipNode<T>(null, Double.MIN_VALUE);
                    path.add(0, temp);//加到path的首部
                    temp.down = prev;
                    prev = temp;
                }
                top = temp;//头节点
                level = lev;//level长度增加到新的长度
            }
            //从后向前遍历path中的每一个节点,在其后面增加一个新的节点
            SkipListNode<T> downTemp = null, temp = null, prev = null;
//            System.out.println("当前深度为"+level+",当前path长度为"+path.size());
            for (int i = level - 1; i >= level - lev; i--) {
                temp = new SkipNode<T>(val, score);
                prev = path.get(i);
                temp.next = prev.next;
                prev.next = temp;
                temp.down = downTemp;
                downTemp = temp;
            }
        }
    }
    private int getRandomLevel(){
        int lev = 1;
        while (random.nextInt() % 2 == 0)
            lev++;
        return  lev;
    }

(四)删除

public void delete(double sorce){
        SkipListNode<T> t = top;
        while (t != null) {
            if (t.next == null) {
                t = t.down;
                continue;
            }
            if (t.next.score == score) {
                // 在这里说明找到了该删除的节点
                t.next = t.next.next;
                t = t.down;
                //删除当前节点后,还需要继续查找之后需要删除的节点
                continue;
            }
            if (t.next.score > score)
                t = t.down;
            else
                t = t.next;
        }
    }
来源:https://juejin.cn/post/6844903869873389582
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/111454.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • 阿里ECS云服务器买来之后必做的几个操作

    阿里ECS云服务器买来之后必做的几个操作今天我为大家带来的是如何在云服务器中配置自己的环境。在这里先说明一下我的配置,我使用的是阿里云服务器ECS+Ubuntu20.0464位来实现的,不同的服务器和不同的系统版本可能会导致操作有些许不同,如果你是华为云或者腾讯云又或者是百度云的用户,还请自己多多摸索,大致的思路是一样的。废话不多说,我们现在就开始来着手实现吧——此处我们是假设你已经购买好阿里云ECS云服务器哦!1.检查你的安全组首先,我们要做的是打开你的安全组,检查你的22端口是否被开启,只有当端口

    2022年5月4日
    78
  • hduoj 1034「建议收藏」

    hduoj 1034「建议收藏」CandySharingGameTimeLimit:2000/1000MS(Java/Others)    MemoryLimit:65536/32768K(Java/Others)TotalSubmission(s):5890    AcceptedSubmission(s):3580ProblemDescriptionAnumberof

    2025年6月6日
    0
  • 粗斜体字母_LaTeX语法

    粗斜体字母_LaTeX语法写文章的小伙伴应该知道,在文章中,变量是需要斜体的,那么怎么才是斜体呢 首先,在LATEX中,强调可以以斜体形式展现出来。那么强调命令是如何体现的呢: 语法:\emph{内容} 打开Winedit:,输入以下命令: \documentclass{article}\begin{document}Smallisbeautiful.\emph{Smallisbeautiful.}\end{document} 保存为TEX文件..

    2025年7月31日
    1
  • pycharm的库安装不成功_pycharm上传github

    pycharm的库安装不成功_pycharm上传github艹,坑死我算了,应该是这个目录C:\ProgramFiles\Git\cmd\git.exe,之前我一直用的是git-bash那个,导致一直不对。

    2022年8月27日
    3
  • 【Spring Boot 20,孙鑫Java视频教程百度网盘

    【Spring Boot 20,孙鑫Java视频教程百度网盘=============================(一)引入依赖<?xmlversion=”1.0″encoding=”UTF-8″?><projectxmlns=”http://maven.apache.org/POM/4.0.0″xmlns:xsi=”http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”xsi:schemaLocation=”http://maven.apache.or

    2022年5月17日
    47
  • python怎么调用api_python win32api中文手册

    python怎么调用api_python win32api中文手册#1、获得应用窗口句柄hwnd=win32gui.FindWindow(0,“窗口名字”)#2、通过应用窗口句柄获得窗口DChwndDC=win32gui.GetWindowDC(hwnd)#3、通过hwndDC获得mfcDC(注意主窗口用的是win32gui库,操作位图截图是用win32ui库)mfcDC=win32ui.GreateDCFromHandle(hwnd)#4、创建兼容…

    2022年10月11日
    0

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号