1.二分查找和AVL树查找

二分查找要求元素可以随机访问,所以决定了需要把元素存储在连续内存。这样查找确实很快,但是插入和删除元素的时候,为了保证元素的有序性,就需要大量的移动元素了。
如果需要的是一个能够进行二分查找,又能快速添加和删除元素的数据结构,首先就是二叉查找树,二叉查找树在最坏情况下可能变成一个链表,
于是就出现了平衡二叉树,根据平衡的算法不同有AVL树,B-Tree,B+Tree,红黑树等,但是AVL树实现起来比较复杂,
平衡操作较难理解,这时候就可以用SkipList跳跃表结构。

2.什么是跳跃表

Skip list(跳表)是一种可以代替平衡树的数据结构,默认是按照Key值升序的。Skip list让已排序的数据分布在多层链表中,以0-1随机数决定一个数据的向上攀升与否,通过“空间来换取时间”的一个算法,在每个节点中增加了向前的指针,在插入、删除、查找时可以忽略一些不可能涉及到的结点,从而提高了效率。
在Java的API中已经有了实现:分别是
ConcurrentSkipListMap(在功能上对应HashTable、HashMap、TreeMap) ;
ConcurrentSkipListSet(在功能上对应HashSet)
跳跃表以有序的方式在层次化的链表中保存元素, 效率和AVL树媲美 —— 查找、删除、添加等操作都可以在O(LogN)时间下完成, 并且比起二叉搜索树来说, 跳跃表的实现要简单直观得多。

从图中可以看到, 跳跃表主要由以下部分构成:

表头(head):负责维护跳跃表的节点指针。
跳跃表节点:保存着元素值,以及多个层。
层:保存着指向其他元素的指针。高层的指针越过的元素数量大于等于低层的指针,为了提高查找的效率,程序总是从高层先开始访问,然后随着元素值范围的缩小,慢慢降低层次。
表尾:全部由 NULL 组成,表示跳跃表的末尾。

3.跳跃表的构造

一个跳表,应该具有以下特征:

  • 一个跳表应该有几个层(level)组成;
  • 跳表的第一层包含所有的元素;
  • 每一层都是一个有序的链表;
  • 如果元素x出现在第i层,则所有比i小的层都包含x;
  • 第i层的元素通过一个down指针指向下一层拥有相同值的元素;
  • 在每一层中,-1和1两个元素都出现(分别表示INT_MIN和INT_MAX);
  • Top指针指向最高层的第一个元素。

以下面的链表为例演示如何构造一个跳跃表:

构造一个3层的跳跃表:

Skip List构造步骤:
1、给定一个有序的链表。
2、选择连表中最大和最小的元素,然后从其他元素中按照一定算法(随机)随即选出一些元素,将这些元素组成有序链表。这个新的链表称为一层,原链表称为其下一层。
3、为刚选出的每个元素添加一个指针域,这个指针指向下一层中值同自己相等的元素。Top指针指向该层首元素
4、重复2、3步,直到不再能选择出除最大最小元素以外的元素。

4.跳跃表的实现

通过在节点数据结构中维护多个指针,用空间换时间的方式实现高效率的查找。

参考自
Skip List(跳跃表)原理详解与实现

跳跃表 跳跃表(Skip List)-实现(Java)

跳跃表Skip List的原理的更多相关文章

  1. 跳跃表Skip List的原理和实现

    >>二分查找和AVL树查找 二分查找要求元素可以随机访问,所以决定了需要把元素存储在连续内存.这样查找确实很快,但是插入和删除元素的时候,为了保证元素的有序性,就需要大量的移动元素了.如果 ...

  2. 数据结构与算法(c++)——跳跃表(skip list)

    今天要介绍一个这样的数据结构: 单向链接 有序保存 支持添加.删除和检索操作 链表的元素查询接近线性时间 ——跳跃表 Skip List 一.普通链表 对于普通链接来说,越靠前的节点检索的时间花费越低 ...

  3. 跳跃表Skip List【附java实现】

    skip list的原理 Java中的LinkedList是一种常见的链表结构,这种结构支持O(1)的随机插入及随机删除, 但它的查找复杂度比较糟糕,为O(n). 假如我们有一个有序链表如下,如果我们 ...

  4. 用golang实现常用算法与数据结构——跳跃表(Skip list)

    背景 最近在学习 redis,看到redis中使用 了skip list.在网上搜索了一下发现用 golang 实现的 skip list 寥寥无几,性能和并发性也不是特别好,于是决定自己造一个并发安 ...

  5. 算法: skiplist 跳跃表代码实现和原理

    SkipList在leveldb以及lucence中都广为使用,是比较高效的数据结构.由于它的代码以及原理实现的简单性,更为人们所接受. 所有操作均从上向下逐层查找,越上层一次next操作跨度越大.其 ...

  6. Redis(2)——跳跃表

    一.跳跃表简介 跳跃表(skiplist)是一种随机化的数据结构,由 William Pugh 在论文<Skip lists: a probabilistic alternative to ba ...

  7. Skip List(跳跃表)原理详解与实现【转】

    转自:http://dsqiu.iteye.com/blog/1705530 Skip List(跳跃表)原理详解与实现 本文内容框架: §1 Skip List 介绍 §2 Skip List 定义 ...

  8. Skip List(跳跃表)原理详解与实现

    ref : https://dsqiu.iteye.com/blog/1705530   本文内容框架: §1 Skip List 介绍 §2 Skip List 定义以及构造步骤   §3 Skip ...

  9. 浅析SkipList跳跃表原理及代码实现

    本文将总结一种数据结构:跳跃表.前半部分跳跃表性质和操作的介绍直接摘自<让算法的效率跳起来--浅谈“跳跃表”的相关操作及其应用>上海市华东师范大学第二附属中学 魏冉.之后将附上跳跃表的源代 ...

随机推荐

  1. 【转】细说new与malloc的10点区别

    1.申请的内存所在位置 new操作符从自由存储区(free store)上为对象动态分配内存空间,而malloc函数从堆上动态分配内存.自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念,凡是通过new ...

  2. QTableWidget

    1.QTableWidget继承自QTableView. QSqlTableModel能与QTableView绑定,但不能于QTableWidget绑定.​ QTableWidget是QTableVi ...

  3. web@css引入方式,基本选择器,3大特性,高效运行

    4.高效的css 所谓高效就是让浏览器查找更少的元素标签来确定匹配的style元素.      1.不要再ID选择器前使用标签名        解释:ID选择是唯一的,加上标签名相当于画蛇添足了,没必 ...

  4. codis3.2安装报错dashboard.go:369: [PANIC] call rpc create-proxy to dashboard 127.0.0.1:18080 failed的处理

    codis3.2安装报错dashboard.go:369: [PANIC] call rpc create-proxy to dashboard 127.0.0.1:18080 failed的处理 执 ...

  5. mixins,generics(ApiView)

    #生成序列化对象class BookModelSerizter(serializers.ModelSerializer): class Meta: model=Book fields='__all__ ...

  6. swift 实践- 08 -- UISegmentedControl

    import UIKit class ViewController: UIViewController { override func viewDidLoad() { super.viewDidLoa ...

  7. Hibrenate之事务的理解以及代码编写

    3 事务概念 事务(Transaction)是并发控制的单位,是用户定义的一个操作序列.这些操作要么都做,要么都不做,是一个不可分割的工作单位.通过事务,SQL Server能将逻辑相关的一组操作绑定 ...

  8. .NET Windows API库(Cjwdev.WindowsApi)版本2.2发布

    https://blog.cjwdev.co.uk/2011/06/12/net-windows-api-library-cjwdev-windowsapi-vesion-2-2-released/# ...

  9. java怎样将一组对象传入Oracle存储过程

    注:本文来源 <  java怎样将一组对象传入Oracle存储过程  > java怎样将一组对象传入Oracle存储过程 java怎样将一组对象传入Oracle存储过程.须要注意的是jar ...

  10. RefineDet训练自己的数据

    https://github.com/sfzhang15/RefineDet 1.编译安装 cp Makefile.config.example Makefile.config make all -j ...