C++实现Skip List跳表

最新推荐文章于 2024-02-25 12:22:17 发布
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文章标签： c++ list windows C/C++
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本文介绍了Skip List数据结构的基本概念，包括其平均O(log n)的时间复杂度优势和由多层链表组成的结构。文章展示了如何在C++中实现Skip List，包括SkipNode类和SkipList类的定义，以及插入、删除和查找操作。通过测试代码演示了Skip List的实际应用，强调了其在有序链表场景下的高效性能。

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C++实现Skip List跳表

Skip List是一种数据结构，是由William Pugh于1990年提出的。Skip List 是一个随机化的数据结构，可以替代红黑树的使用。它可用于以O(log n)平均时间进行插入、删除和查找的有序链表。

Skip List 跳表是由多层链表组成的一种数据结构。最底层的链表包含所有元素，每个更高层的链表则省略一些元素。在每个较高的层中，跨越前面的元素的指针称为跳跃指针（skip pointers）。因此，第1级链表是普通的链表，而其他的链表通过跳跃指针连接起来。跳跃指针允许算法在查询或插入时跳过某些元素，从而具有比常规链表更快的速度。

Skip List跳表主要操作有插入、删除和查找。下面我将展示如何在C++中实现Skip List跳表及其相关操作。在本文中，我们考虑实现一种最简单的Skip List，即高度为3的Skip List。

先看一下SkipNode类的定义：

template<typename T>
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数据结构之跳表实现
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增加了向前指针的链表叫作跳表。跳表全称叫做跳跃表，简称跳表。跳表是一个随机化的数据结构，实质就是一种可以进行二分查找的有序链表。跳表在原有的有序链表上面增加了多级索引，通过索引来实现快速查找。跳表不仅能提高搜索性能，同时也可以提高插入和删除操作的性能。-----来自百度百科 它的效率和红黑树以及 AVL 树不相上下，但实现起来比前面两个要简单得多、 跳表具有非常优秀的查找、插入、删除性能，并且是天然的动态数据结构。 其查询、插入、删除的时间复杂度均为O(logn) 跳表的引入 跳表的查找 跳表的查找需要从
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我们都知道，链表的好处是插入和删除方便，但是遍历则比较慢。如果要找到链表最末尾的元素，那么需要查找时间复杂度是O(n)。 跳跃表就是为了解决这个问题而提出，跳跃表可以理解为在链表的基础上加上了多级索引。 为了保证插入的均衡以及查询的速率，跳跃表的新节点插入时，会计算一个随机的层数（不大于最大层数）。然后从该层逐步向最底层插入，当该层没有元素时，那么这个新的节点就是第一个元素。而如果该层已经有元素时，则在插入时会保证该层的全体元素整体有序。 插入的代码如下（其中MAXLEVEL是跳表的最大层数）：
【数据结构】跳表
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写在前面的话 跳表实际上是一种非常好使的数据结构，但由于用的人比较少，所以在OI竞赛中并不常用，但其效率是很高的。想要深入研究的同学可以研究： 《让算法的效率“跳起来”！ 》—— 魏冉 《线段跳表——跳表的一个拓展》——李骥扬 这两位大神的论文 跳表的定义 跳表的每一层都是一个链表 每一条链表的两端必须是−∞-\infty和+∞+\infty 每条链的元素必须包含于序数较低的
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跳表与红黑树，AVL树等，都是一种有序集合，那既然是有序集合，其目的肯定是去奔着提升查找效率而去实现的。3int val;//值//当前节点的最大层数//下一个节点的指针数组。}SkipNode;//节点个数int level;//跳表的索引总层数}SkipList;以上是跳表的结构定义，其中那个Node中maxLevel就是当前这个节点的层数，因为每个节点的层数是不一样的嘛，这个用途呢在后面的删除节点中会用到。
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一、简介 跳表（skiplist）是一个非常优秀的数据结构，实现简单，插入、删除、查找的复杂度均为O(logN)。LevelDB的核心数据结构是用跳表实现的，redis的sorted set数据结构也是有跳表实现的。代码在这里：http://flyingsnail.blog.51cto.com/5341669/1020034   二、跳表图解 考虑一个有序表： 从该有序表中搜索元素 &lt;...
【LeetCode 1206】 设计跳表，C语言实现
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跳跃表简介 跳跃表是一种以O(log N)期望时间支持查找、插入、删除操作的、有序的数据结构。其性能和红黑树相当，且跳跃表实现更为简单。 如何理解”跳跃“二字 首先，考察一个有序的单链表。如下图所示，该链表由8个元素组成，为了查找元素14，需要依次遍历 2 -> 4 -> 6 -> 8 -> 10 -> 12 -> 14, 共考察7个节点。考察的节点数正比于链表长度，查找的时间复杂度为O(n)，效率很低。 为了加快查找速度，可以对单链表进行改造，每隔一个节点新增
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演示程序截图 实现功能 跳表初始化 跳表的查找操作 跳表的插入操作 跳表的删除操作（指定关键字的元素、关键字最小的元素、关键字最大的元素） 跳表可视化 程序结构设计 初始化模块：void Initialization(int n); 查找模块：void find(const K&); 插入模块：void insert(const pair<const K, E>&); 删除模块： 指定关键字的元素：void erase(const K&); 关键字最小的元素：v
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