【数据结构学习笔记】19:跳表(Skip List)

介绍

跳表是一个能在 O ( n l o g n ) O(nlogn) O(nlogn)时间完成查找、插入、删除的数据结构,相比于树形结构优点就是很好写(所以也用于实现Redis ZSet)。其核心思想就是维护一个元素有序的,能随机提升索引层数的链表。最下面一层就是一个普通的链表,存了所有的元素,而每次提升索引高度都一定会从最下面一层开始提升连续的若干层,因此从最上面的层到最下面的层,索引一定是从稀疏到稠密,所以在查询的时候就能从上层开始,很快的跳过一些元素,再向下一层走,逐渐定位到元素的位置。

实现思路

结构

固定跳表层数后,跳表的每个结点(存某个元素)都在每一层有一个next指针,指向这一层的下一个结点。

为了查询方便,设定一个虚拟头结点,这个虚拟头节点作为查询的起始节点,每一层会指向实际的这一层的起始节点。

内部操作:find

引入一个特殊的内部操作,用于定位结点在每一层的位置,不管是接下来要删除这个结点,还是在这个结点附近(前或者后)插入一个元素结点都能借用这个操作方便的找到它。

考虑到每一层都是一个单向链表,所以find操作一定是返回目标结点在每一层的前置结点。

因为这个操作希望得到的是一个Node指针的数组,这个数组会在下一步的操作(插入/删除/查询)中被用到,所以可以给这个跳表引入一个prev数组缓存这个信息,每次使用前直接清空就可以了。

查询操作:search

find得到目标元素的prev数组,然后就能找到最下面那层的结点,即prev[0]->next[0],根据结点是否存在以及是否是要找的元素就可以得到search的结果了。

添加操作:add

因为跳表是有序的,所以一定会按序添加到指定的位置上。先先find得到目标元素的prev数组,然后从最下层开始向上,除了最下面那层一定要插入,上面的层i如果(连续且随机地)需要派生这层的索引,就根据prev[i]是该节点在第i层的前置结点,在此层按照链表的方式插入这个索引就可以了。

删除操作:erase

先做一遍serach操作,确认要删除的元素存在,且构造好了prev数组,接下来从下层向上,对于每一层i,按照链表的方式判断要删除的结点在此层存在索引,就将索引删除。因为索引从下到上是连续存在的,所以删到找不到索引就一定已经删干净了,最后记得回收结点即可。

例题:LeetCode 1206. 设计跳表

class Skiplist {
private:static const int MAX_LEVEL = 8;struct Node {int val;Node** next;Node(int _val) :val(_val) {next = new Node*[MAX_LEVEL];memset(next, NULL, sizeof(Node*) * MAX_LEVEL);}} *head, **prev;void find(int target, Node** prev) {Node* p = head;for (int i = MAX_LEVEL - 1; i >= 0 ; i -- ) {while (p->next[i] && p->next[i]->val < target) p = p->next[i];prev[i] = p;}}public:Skiplist() {this->head = new Node(-1);this->prev = new Node*[MAX_LEVEL];}~Skiplist() {delete this->head;delete[] this->prev;}bool search(int target) {memset(prev, NULL, sizeof(Node*) * MAX_LEVEL);find(target, prev);auto p = prev[0]->next[0];return p && p->val == target;}void add(int num) {memset(prev, NULL, sizeof(Node*) * MAX_LEVEL);find(num, prev);auto p = new Node(num);for (int i = 0; i < MAX_LEVEL; i ++ ) {p->next[i] = prev[i]->next[i];prev[i]->next[i] = p;if (rand() % 2) break;}}bool erase(int num) {memset(prev, NULL, sizeof(Node*) * MAX_LEVEL);find(num, prev);auto p = prev[0]->next[0];if (!p || p->val != num) return false;for (int i = 0; i < MAX_LEVEL && prev[i]->next[i] == p; i ++ )prev[i]->next[i] = p->next[i];delete p;return true;}
};/*** Your Skiplist object will be instantiated and called as such:* Skiplist* obj = new Skiplist();* bool param_1 = obj->search(target);* obj->add(num);* bool param_3 = obj->erase(num);*/

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/diannao/67142.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

如何使用 PHP 操作亚马逊 S3 对象云存储

以下是使用PHP与亚马逊S3对象云存储&#xff08;也有其他支持S3协议的云存储服务&#xff0c;原理类似&#xff09;进行交互的常见文档接口使用示例&#xff0c;涵盖了基本的操作如上传文件、下载文件、删除文件、列举文件等内容。 ### 前提条件 1. 首先&#xff0c;你需要获取…

APP推荐:全新TV端来了,8K原画电视版

▌ 软件介绍 B站都不陌生吧&#xff0c;一个能追番、学习、娱乐的多元平台&#xff0c;之前也分享过几款第三方TV端&#xff0c;其中的BV最近更新了全新版本。 使用了全新的UI界面&#xff0c;由之前的顶部菜单栏改成了侧边布局&#xff0c;已解锁限制&…

Pcl联合Qt显示点云

基于vs2022 勾选opengl&#xff0c;openglwidgets&#xff0c;并将widget控件提示为QVTKOpenGLNativeWidget Qt_Pcls.h #pragma once #include <QtWidgets/QMainWindow> #include "ui_Qt_Pcls.h" #include <vtkGenericOpenGLRenderWindow.h> #include &…

pip install transformers教程

直接pip install transformers会报错&#xff0c;报错内容如下&#xff1a; Collecting safetensors>0.3.1 (from transformers)Using cached safetensors-0.5.2.tar.gz (66 kB)Installing build dependencies ... doneGetting requirements to build wheel ... donePrepar…

【数据结构】基础知识

目录 1.1 什么是数据结构 1.2数据 1.3 逻辑结构 1.4 存储结构 1.4.1 顺序存储 1.4.2 链式存储 1.4.3 索引存储 1.4.4 散列存储 1.5 操作 1.1 什么是数据结构 数据的逻辑结构以及存储操作 数据结构没有那么复杂&#xff0c;它就教会你一件事&#xff1a;如何更有效的…

【Rust】变量与可变性

目录 思维导图 1. 变量与可变性 1.1 不可变性 1.2 可变性 2. 常量 2.1 定义与特性 3. 变量遮蔽&#xff08;shadowing) 3.1 影子机制 3.2 遮蔽与可变性的区别 4.示例 4.1 变量和可变性示例 4.2 可变变量示例&#xff1a; 4.3 常量示例&#xff1a; 4.4 遮蔽示例&a…

第27章 汇编语言--- 设备驱动开发基础

汇编语言是低级编程语言的一种&#xff0c;它与特定的计算机架构紧密相关。在设备驱动开发中&#xff0c;汇编语言有时用于编写性能关键的部分或直接操作硬件&#xff0c;因为它是接近机器语言的代码&#xff0c;可以提供对硬件寄存器和指令集的直接访问。 要展开源代码详细叙…

Mycat读写分离搭建及配置超详细!!!

目录 一、Mycat产生背景二、Mycat介绍三、Mycat安装四、Mycat搭建读写分离1、 搭建MySQL数据库主从复制2、 基于mysql主从复制搭建MyCat读写分离 五、Mycat启动常见错误处理1、Caused by: io.mycat.config.util.ConfigException: SelfCheck### schema TESTDB refered by user u…

【6】Word:海名公司文秘❗

目录 题目 List.docx Word.docx List.docx和Word.docx 题目 List.docx 选中1/4全角空格复制→选中全部文本→开始→替换&#xff1a;粘贴将1/4全角空格 替换成 空格选中全部文本→插入→表格→将文本转化成表格→勾选和布局→自动调整→勾选 选中第一列&#xff0c;单机右键…

【Rust】引用与借用

目录 思维导图 1. 引用与借用的基本概念 1.1. 引用示例 2. 借用的规则 2.1. 可变借用示例 2.2. 借用的限制 3. 引用的生命周期 思维导图 1. 引用与借用的基本概念 引用的定义&#xff1a;引用是一种指向数据的指针&#xff0c;但与裸指针不同&#xff0c;Rust的引用在编…

贪心算法详细讲解(沉淀中)

文章目录 1. 什么是贪心算法&#xff1f;&#xff08;贪婪鼠目寸光&#xff09;经典例题1.1.1 找零问题1.1.2最小路径和1.1.3 背包问题 2.贪心算法的特点2.1 证明例1 3.学习贪心的方向心得体会 1. 什么是贪心算法&#xff1f;&#xff08;贪婪鼠目寸光&#xff09; 贪心策略&a…

【专题】2025年节日营销趋势洞察报告汇总PDF洞察(附原数据表)

原文链接&#xff1a; https://tecdat.cn/?p38813 在当今复杂多变且竞争激烈的消费市场环境下&#xff0c;节日营销已成为企业获取市场份额、提升品牌影响力的关键战略时机。我们深知深入洞察节日营销趋势对于企业决策的重要性。 本报告汇总基于对 2024 年多个关键消费节点及…

51c自动驾驶~合集46

我自己的原文哦~ https://blog.51cto.com/whaosoft/13050104 #世界模型会是L3自动驾驶的唯一解吗 三维空间占有率&#xff08;3D Occupancy&#xff09;预测的目的是预测三维空间中的每个体素是否被占有&#xff0c;如果被占有&#xff0c;则对应的体素将被标记。3D Semant…

Linux-----线程操作(创建)

目录 创建线程 示例&#xff1a; 创建线程 #include <pthread.h>/*** 创建一个新线程* * pthread_t *thread: 指向线程标识符的指针,线程创建成功时,用于存储新创建线程的线程标识符* const pthread_attr_t *attr: pthead_attr_t结构体,这个参数可以用来设置线程的属性…

华三S6520交换机配置console和ssh

目录 一、实验目的 二、实验设备 三、实验拓扑图 四、实验步骤 1、console用户名和密码 2、ssh用户名和密码 3.配置系统时间 一、实验目的 实现对华三 S6520 交换机的 console 本地登录和 ssh 远程登录配置,确保能够通过 console 线在本地进行管理,并使用 SSH 协议进…

Vue3组件设计模式:高可复用性组件开发实战

Vue3组件设计模式:高可复用性组件开发实战 一、前言 在Vue3中&#xff0c;组件设计和开发是非常重要的&#xff0c;它直接影响到应用的可维护性和可复用性。本文将介绍如何利用Vue3组件设计模式来开发高可复用性的组件&#xff0c;让你的组件更加灵活和易于维护。 二、单一职责…

Windows 上安装 PostgreSQL

在Windows操作系统上安装PostgreSQL数据库的步骤如下&#xff1a; 准备工作&#xff1a; 确认操作系统版本&#xff1a;确保您的Windows操作系统版本支持最新的PostgreSQL安装包。通常&#xff0c;PostgreSQL支持Windows 7及更高版本的操作系统。下载PostgreSQL安装包&#xff…

c语言 --- 字符串

创建字符串 1. 使用字符数组创建字符串 #include <stdio.h>int main() {char str[20] "Hello, world!";str[0] h; // 修改字符串的第一个字符printf("%s\n", str); // 输出&#xff1a;hello, world!return 0; }解释&#xff1a; 数组大小 20 表…

1月13日学习

[HITCON 2017]SSRFme 直接给了源代码&#xff0c;题目名称还是ssrf&#xff0c;那么该题大概率就是SSRF的漏洞&#xff0c;进行代码审计。 <?php// 检查是否存在 HTTP_X_FORWARDED_FOR 头&#xff0c;如果存在&#xff0c;则将其拆分为数组&#xff0c;并将第一个 IP 地址…

linux RT-Preempt spin lock实现

一、spin_lock概述 Spinlock是linux内核中常用的一种互斥锁机制&#xff0c;和mutex不同&#xff0c;当无法持锁进入临界区的时候&#xff0c;当前执行线索不会阻塞&#xff0c;而是不断的自旋等待该锁释放。正因为如此&#xff0c;自旋锁也是可以用在中断上下文的。也正是因为…