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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 定义以及构造步骤

         §3  Skip List 完整实现  

         §4  Skip List 概率分析

         §5  小结

 

 

 

§1   Skip List 介绍

Skip List是一种随机化的数据结构，基于并联的链表，其效率可比拟于二叉查找树（对于大多数操作需要O(log n)平均时间）。基本上，跳跃列表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。Skip List可以很好解决有序链表查找特定值的困难。

 

 

§2  Skip List 定义以及构造步骤

Skip List定义

像下面这样（初中物理经常这样用，这里我也盗用下）：

一个跳表，应该具有以下特征：

  1. 一个跳表应该有几个层（level）组成；

  2. 跳表的第一层包含所有的元素；

  3. 每一层都是一个有序的链表；

  4. 如果元素x出现在第i层，则所有比i小的层都包含x；

  5. 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；

  6. 在每一层中，-1和1两个元素都出现(分别表示INT_MIN和INT_MAX)；

  7. Top指针指向最高层的第一个元素。

构建有序链表

link list

的一个跳跃表如下：

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。

 

 

§3  Skip List 完整实现  

略

 

§4  Skip List 概率分析

 

 

 

 

§5  小结

本篇博文已经详细讲解了Skip List数据结构的所有内容，应该可以有一个深入的了解。如果你有任何建议或者批评和补充，请留言指出，不胜感激，更多参考请移步互联网。