SkipList 跳表

1、定义描述

     跳跃列表（也称跳表）是一种随机化数据结构，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。

     

     跳表是按层构造的，最底层是一个全量的有序链表，上层可以说是下层的“快速跑道”。常用于链表元素非常多的场景，查询、删除和插入操作都会是一种负担。

     目前，开源软件Redis和 LevelDB都有用跳表这种数据结构，采用空间换时间的思路提高对链表的基本操作。在 Java 的 JUC 库里有实现好的ConcurrentSkipListMap和ConcurrentSkipListSet，可以应用在自己的项目中。

 

2、跳表具有如下性质

如下图，为一个跳表数据模型样例

（1）由很多层结构组成

（2）每一层都是一个有序的链表

（3）最底层(Level 1)的链表包含所有元素

（4）如果一个元素出现在 Level i 的链表中，则它在 Level i 之下的链表也都会出现。

（5）每个节点包含两个指针，一个指向同一链表中的下一个元素，一个指向下面一层的元素。

 

3、相关操作

（1）查找

例如：查找117

例子：查找元素 117

a. 比较 21， 比 21 大，往后面找

b. 比较 37,   比 37大，比链表最大值小，从 37 的下面一层开始找

c. 比较 71,  比 71 大，比链表最大值小，从 71 的下面一层开始找

d. 比较 85， 比 85 大，从后面找

e. 比较 117， 等于 117， 找到了节点。

 

（2）插入

首先，确定该元素要占据的层数 K（采用丢硬币的方式，这完全是随机的）

然后在 Level 1 ... Level K 各个层的链表都插入元素。

例子：插入 119， K = 4，当 K 大于当前链表的层数则添加新层

 

（3）删除

在各个层中找到包含 x 的节点，使用标准的 delete from list 方法删除该节点。

例子：删除 71

 

4、参考

http://kenby.iteye.com/blog/1187303

http://zh.wikipedia.org/zh/%E8%B7%B3%E8%B7%83%E5%88%97%E8%A1%A8