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

  • mysql decimal 实现_mysql decimal数据类型转换的实现示例

    mysql decimal 实现_mysql decimal数据类型转换的实现示例mysqldecimal数据类型转换的实现示例发布时间:2021-02-1408:40:00来源:亿速云阅读:85作者:小新小编给大家分享一下mysqldecimal数据类型转换的实现示例,希望大家阅读完这篇文章之后都有所收获,下面让我们一起去探讨吧!最近在工作遇到数据库中存的数据类型是:decimal(14,4)遇到的问题是:当我使用python读取到内存中时,总是带着decimal…

    2022年7月17日
    18
  • nacvicat 15 激活码【在线注册码/序列号/破解码】

    nacvicat 15 激活码【在线注册码/序列号/破解码】,https://javaforall.net/100143.html。详细ieda激活码不妨到全栈程序员必看教程网一起来了解一下吧!

    2022年3月20日
    41
  • lxml与pyquery解析html

    lxml与pyquery解析htmllxml首先来了解一下lxml,很多常用的解析html的库都用到了lxml这个库,例如BeautifulSoup、pyquery。下面我们介绍一下lxml关于html解析的3个Element。_Element_Element获取fromlxmlimportetreetext=”'<div><ul><licla…

    2022年6月3日
    47
  • python aiohttp_python aiohttp的使用详解

    python aiohttp_python aiohttp的使用详解1.aiohttp的简单使用(配合asyncio模块)importasyncio,aiohttpasyncdeffetch_async(url):print(url)asyncwithaiohttp.request(“GET”,url)asr:reponse=awaitr.text(encoding=”utf-8″)  #或者直接awaitr.read()不编码,直接读取,适…

    2025年6月30日
    4
  • 公务员叫停年终奖_100个月年终奖

    公务员叫停年终奖_100个月年终奖年底红包,多少羡慕嫉妒恨  时光荏苒,岁月蹉跎。不知不觉间,2011年即将走过。忙碌了一年的人们,自进入12月便开始了年终奖的各种讨论及猜测。在贴吧,微博网友们纷纷以晒年终奖的方式品味着所有快乐以及忧愁。  2011年,通胀压力下物价节节攀高,进入下半年CPI指数有所下降,但消费支出压力丝毫没有得到缓解,特别是集中到年底流水似的花销更叫人隐隐作痛。在现实的生存压力之下,上班族对年终

    2025年11月5日
    3
  • golang 面试题(从基础到高级)

    golang 面试题(从基础到高级)Golang面试问题汇总通常我们去面试肯定会有些不错的Golang的面试题目的,所以总结下,让其他Golang开发者也可以查看到,同时也用来检测自己的能力和提醒自己的不足之处,欢迎大家补充和提交新的面试题目.Golang面试问题汇总:1.Golang中除了加Mutex锁以外还有哪些方式安全读写共享变量?Golang中Goroutine可以通过Channel进行安全读写…

    2022年6月15日
    50

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