C語言跳錶(skiplist)實現

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一、簡介

跳錶（skiplist）是一個非常優秀的資料結構，實現簡單，插入、刪除、尋找的複雜度均為O(logN)。LevelDB的核心資料結構是用跳錶實現的，redis的sorted set資料結構也是有跳錶實現的。代碼在這裡：http://flyingsnail.blog.51cto.com/5341669/1020034

 

二、跳錶圖解

考慮一個有序表：

從該有序表中搜尋元素 < 23, 43, 59 > ，需要比較的次數分別為 < 2, 4, 6 >，總共比較的次數

為 2 + 4 + 6 = 12 次。有沒有最佳化的演算法嗎?  鏈表是有序的，但不能使用二分尋找。類似二叉

搜尋樹，我們把一些節點提取出來，作為索引。得到如下結構：

這裡我們把 < 14, 34, 50, 72 > 提取出來作為一級索引，這樣搜尋的時候就可以減少比較次數了。

我們還可以再從一級索引提取一些元素出來，作為二級索引，變成如下結構：

這裡元素不多，體現不出優勢，如果元素足夠多，這種索引結構就能體現出優勢來了。

這基本上就是跳錶的核心思想，其實也是一種通過“空間來換取時間”的一個演算法，通過在每個節點中增加了向前的指標，從而提升尋找的效率。

跳錶

下面的結構是就是跳錶：

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

跳錶具有如下性質：

(1) 由很多層結構組成

(2) 每一層都是一個有序的鏈表

(3) 最底層(Level 1)的鏈表包含所有元素

(4) 如果一個元素出現在 Level i 的鏈表中，則它在 Level i 之下的鏈表也都會出現。

(5) 每個節點包含兩個指標，一個指向同一鏈表中的下一個元素，一個指向下面一層的元素。

 

三、源碼實現

https://github.com/begeekmyfriend/skiplist

C語言跳錶(skiplist)實現