跳跃表-原理及Java实现 引言: 上周现场面试阿里巴巴研发工程师终面,被问到如何让链表的元素查询接近线性时间.笔者苦思良久,缴械投降.面试官告知回去可以看一下跳跃表,遂出此文. 跳跃表的引入 我们知道,普通单链表查询一个元素的时间复杂度为O(n),即使该单链表是有序的,我们也不能通过2分的方式缩减时间复杂度. 如上图,我们要查询元素为55的结点,必须从头结点,循环遍历到最后一个节点,不算-INF(负无穷)一共查询8次.那么用什么办法能够用更少的次数访问55呢?最直观的,当然是新开辟一条捷径去访…

最近开始看Redis设计原理,碰到一个从未遇见的数据结构:跳跃表(skiplist).于是花时间学习了跳表的原理,并用java对其实现. 主要参考以下两本书: <Redis设计与实现>跳表部分:主要介绍跳表在Redis中如何实现: <算法:C语言实现(第1~4部分)>的13.5节:介绍跳表的算法. 介绍 跳跃表是一种有序数据结构,它通过每个结点中维持多个指向其它结点的指针,从而达到快速访问结点的目的. 我们平时熟知的链表,查找效率为O(N).跳表在链表的基础上,每个结点中维护了很多…

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码,以及本人对其的了解.难免有错误之处,希望指正,共同进步.谢谢. 跳跃表(Skip List)是1987年才诞生的一种崭新的数据结构,它在进行查找.插入.删除等操作时的期望时间复杂度均为O(logn),有着近乎替代平衡树的本领.而且最重要的一点,就是它的编程复杂度较同类的AVL树,红黑树等要低得多,这使得其…

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.首先看看SkipList的定义,为什么叫跳跃表? "Skip lists  are data structures  that use probabilistic  balancing rather  than  strictly  enforced balancing. As a result, the algorithms  for insertion  a…

最近看 Redis 的实现原理,其中讲到 Redis 中的有序数据结构是通过跳跃表来进行实现的.第一次听说跳跃表的概念,感到比较新奇,所以查了不少资料.其中,网上有部分文章是按照如下方式描述跳跃表的: 这种描述便于理解,很容易让人理解到跳跃表是建立了类似索引的东西,从而提高效率的.但是,这样描述给人的感觉是,数据有多份存储,每份数据有两个指针,指向下层数据的指针和指向右面数据的指针.然而实际并不是这样的,实际的数据结构如下: 即:并非由多份数据,而是每份数据有多层指针. 那么,什么是跳跃表,跳跃…

>>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. &…

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,如果我们想找到值为59的节点,需要查找7次.怎么提高查询效率呢?通常的做法是使用二分法,但LinkedList的随机访问时间复杂度同样为O(n),因此朴素的二分法并不适用.那怎么办呢? 我们可以在节点中增加额外的跳跃节点,如下: 这样我们可以根据跳跃节点查询,只需要查找3次.至于查询47,我们先根据跳跃节点…

我们知道 HashMap 是一种键值对形式的数据存储容器,但是它有一个缺点是,元素内部无序.由于它内部根据键的 hash 值取模表容量来得到元素的存储位置,所以整体上说 HashMap 是无序的一种容器.当然,jdk 中也为我们提供了基于红黑树的存储的 TreeMap 容器,它的内部元素是有序的,但是由于它内部通过红黑结点的各种变换来维持二叉搜索树的平衡,相对复杂,并且在并发环境下碍于 rebalance 操作,性能会受到一定的影响. 跳表(SkipList)是一种随机化的数据结构,通过"空间来…

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.…

前记 最近在看Redis,之间就尝试用sortedSet用在实现排行榜的项目,那么sortedSet底层是什么结构呢? "Redis sorted set的内部使用HashMap和跳跃表(SkipList)来保证数据的存储和有序,HashMap里放的是成员到score的映射,而跳跃表里存放的是所有的成员,排序依据是HashMap里存的score,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率,并且在实现上比较简单.”   那么什么是SkipList跳表呢?下面我们从理解它的思想到实现及应用去做一个大致…