Skip List(跳躍表)

來源:互聯網
上載者:User

Skip List 上尋找的基本思想是先從最高的 Level 層上尋找,找到 key 所在的範圍
後,再從較低的層次繼續重複尋找操作,直到 Level 1。

嚴格意義上說,跳躍表不屬於尋找樹,但它能以極其簡單的實現提供二叉尋找樹的部分功能:插入和尋找。
跳躍表操作的時間複雜度期望為O(log n),最壞情況下為O(n),類似於快速排序與隨機化Treap。


結構

跳躍表源於鏈表,例如:
HEAD->2->4->6->8->10->12->NULL

對以上鏈表進行尋找,最壞情況下需要考察n個節點。但是如過對每一個節點附加指標,比如增加2->6->10,那麼尋找操作只要考察n/2+1個節點。
以此類推,如果我們能夠使每個序數是2^i倍數的節點都有一個指標指向下一個序數是2^i的倍數的節點,那麼理論上最多隻要考察log n個節點。
然而這樣苛刻的要求不利於程式實現,於是我們放寬要求:將帶有k個指標的節點稱為k階節點。將前面“每個序數是2^i倍數的節點都有一個指標指向下一個序數是2^i的倍數的節點”的條件改為每個k階節點的第i個指標指向的節點至少具有i階。這是一個容易保留的性質,而我們可以通過隨機指定k來使一個節點階數為k的機率為2^-k。

尋找

在前端節點從最高階開始,沿著這個階一直走,直到找到大於我們正在尋找的節點的下一個節點或NULL前停下並轉到低一階繼續尋找。當降至一階停止時,或者已經找到,或者它不在這個表中。

插入

類似於尋找,記錄每一個使我們轉到下一階的節點。找到位置後將新節點拼接到表中——將每一個被記錄的節點的相應階的指標指向新節點,並將新節點的相應階節點指向原來指標指向的節點。

刪除
Skip List 上的刪除操作只需直接刪除元素即可(包括指標的修整)。

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