redis跳表怎么实现 • Worktile社区

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Redis中的跳表（Skip List）实现了一种快速查找有序元素的数据结构。它是一个有序的链表，每个节点都有多个指针，可以直接跳过一些节点进行快速查找。下面是Redis中跳表的实现方法。

跳表节点的数据结构：
在Redis中，跳表节点包含以下几个字段：

层数（level）：表示节点层数，通常用一个整数来表示。
成员（element）：存储实际的元素。
后继指针（forward）：指向下一个节点的指针数组。数组的长度为层数，并且每个元素都指向下一个节点在相应层的位置。

跳表的层数：
跳表的层数是一个随机值，但是通常情况下，Redis中的跳表的层数不会超过32，这样可以在有限的空间内达到较好的性能。
跳表的插入操作：
为了保证跳表的有序性，插入操作需要经过以下几个步骤：

在跳表中找到适合插入位置的前一个节点；
在插入位置的下一层创建一个新节点，并将其前一个节点的后继指针指向这个新节点；
随机决定插入的层数，如果层数超过当前最高层数，需要更新最高层数，并将新节点在更高层中的后继指针指向下一个节点。

跳表的删除操作：
删除操作需要经过以下几个步骤：

在跳表中找到待删除节点的前一个节点；
更新前一个节点的后继指针，将其指向待删除节点的后一个节点；
在每一层中都更新删除节点的前一个节点的后继指针，以移除删除节点。

跳表的查找操作：
查找操作从最高层开始，逐层向下查找，直到找到目标元素或者直到当前层的后继节点比目标元素大为止。

以上就是Redis中跳表的实现方法，它能够提供较高的查找效率和有序性，是一种有效的数据结构。

2年前 0条评论

不及物动词

这个人很懒，什么都没有留下～

Redis中的跳表（Skip List）是一种基于链表的数据结构，用于实现有序集合（Sorted Set）的底层数据结构。它在查找、插入和删除操作上具有较好的性能，时间复杂度为O(log n)。

下面是Redis中跳表的实现步骤：

定义跳表节点的结构：每个节点包含一个键和一个分值。其中键用于存储数据，分值用于排序。
定义跳表的层数：跳表的层数决定了节点之间的跳跃层数。每个节点都有一个指向下一层节点的指针数组，数组的长度为跳表的层数。
创建跳表头节点和哨兵节点：跳表中有一个头节点和一个哨兵节点。头节点指向跳表的第一层，哨兵节点的键和分值都为无穷大。
插入节点：在插入节点时，首先要确定节点应该插入的位置。为了加快搜索速度，可以通过跳跃指针在当前层进行快速搜索。然后，根据节点的分值，将节点插入到相应的位置。
删除节点：删除节点时，先通过跳跃指针进行搜索，找到要删除的位置。然后，将节点从跳表中移除，并更新指针。
查询节点：查询节点时，通过跳跃指针在跳表中进行快速搜索，直到找到满足条件的节点。

实现跳表时还需要考虑一些细节，例如节点的内存管理、层高的动态调整、节点的分数重复等。这些细节是为了提高跳表的效率和性能。

总结：这是Redis中跳表的基本实现步骤，通过跳跃指针和多层链表结构，实现了高效的数据查找和插入。跳表在Redis中广泛应用于有序集合的实现，提供了较好的性能。

2年前 0条评论

fiy

Worktile&PingCode市场小伙伴

Redis中的跳表（Skip List）是一种有序的数据结构，用于实现有序集合（Sorted Set）类型的数据。

跳表的实现主要涉及以下几个方面的步骤：

定义节点结构

跳表的节点结构通常由键、值和指向其他节点的指针组成。在Redis中，可以定义一个结构体来表示跳表节点，其中键和值可以使用Redis的字符串对象表示。

typedef struct skiplistNode {
    robj *obj; // 节点的值
    double score; // 节点的分值
    struct skiplistNode *backward; // 后退指针
    struct skiplistLevel {
        struct skiplistNode *forward; // 前进指针
        int span; // 跨度
    } level[];
} skiplistNode;

初始化跳表

首先，创建一个空的跳表对象，并初始化其头节点。头节点是一个特殊的节点，它不存储任何值，但是指向跳表中的最小节点。

typedef struct skiplist {
    struct skiplistNode *header; // 头节点
    int level; // 当前跳表的最大层数
} skiplist;

skiplist *slCreate() {
    int j;
    skiplist *sl;

    sl = zmalloc(sizeof(*sl));
    sl->level = 1;
    sl->header = slCreateNode(MAXLEVEL, 0);
    for (j = 0; j < MAXLEVEL; j++) {
        sl->header->level[j].forward = NULL;
        sl->header->level[j].span = 0;
    }
    sl->header->backward = NULL;
    sl->tail = NULL;
    return sl;
}

插入节点

当需要在跳表中插入一个新节点时，首先需要查找插入位置。从头节点开始，沿着每一层的前进指针逐层查找，直到找到合适的位置。在查找过程中，记录每一层的最后一个小于新节点的节点（在后续的步骤中需要更新它们的前进指针）。

skiplistNode *slInsert(skiplist *sl, double score, robj *obj) {
    skiplistNode *update[MAXLEVEL];
    unsigned int rank[MAXLEVEL];
    skiplistNode *x;
    int i, level;

    assert(!slIsIntrange(sl));

    x = sl->header;
    for (i = sl->level-1; i >= 0; i--) {
        rank[i] = i == (sl->level-1) ? 0 : rank[i+1];
        while (x->level[i].forward &&
                (x->level[i].forward->score < score ||
                (x->level[i].forward->score == score &&
                compareStringObjects(x->level[i].forward->obj,obj) < 0)))
        {
            rank[i] += x->level[i].span;
            x = x->level[i].forward;
        }
        update[i] = x;
    }

    level = slRandomLevel();
    if (level > sl->level) {
        for (i = sl->level; i < level; i++) {
            rank[i] = 0;
            update[i] = sl->header;
            update[i]->level[i].span = sl->length;
        }
        sl->level = level;
    }

    x = slCreateNode(level,score,obj);
    for (i = 0; i < level; i++) {
        x->level[i].forward = update[i]->level[i].forward;
        update[i]->level[i].forward = x;

        /* Update span covered by update[i] as x is inserted here */
        x->level[i].span = update[i]->level[i].span - (rank[0] - rank[i]);
        update[i]->level[i].span = (rank[0] - rank[i]) + 1;
    }

    /* Increment span for untouched levels */
    for (i = level; i < sl->level; i++) {
        update[i]->level[i].span++;
    }

    x->backward = (update[0] == sl->header) ? NULL : update[0];
    if (x->level[0].forward)
        x->level[0].forward->backward = x;
    else
        sl->tail = x;

    sl->length++;
    return x;
}

删除节点

当需要删除跳表中的一个节点时，首先需要找到该节点，并记录其每一层的前一个节点。然后，更新每一层的前进指针和跨度，并删除节点。

void slDeleteNode(skiplist *sl, skiplistNode *x, skiplistNode **update) {
    int i;
    
    for (i = 0; i < sl->level; i++) {
        if (update[i]->level[i].forward == x) {
            update[i]->level[i].span += x->level[i].span - 1;
            update[i]->level[i].forward = x->level[i].forward;
        } else {
            update[i]->level[i].span -= 1;
        }
    }

    if (x->level[0].forward) {
        x->level[0].forward->backward = x->backward;
    } else {
        sl->tail = x->backward;
    }
    
    while(sl->level > 1 && sl->header->level[sl->level-1].forward == NULL)
        sl->level--;
    
    sl->length--;
}

这些步骤涵盖了跳表的主要实现细节。通过实现这些功能，就可以在Redis中实现跳表。跳表的具体实现可能根据具体的语言和需求稍有不同，但基本思想和步骤是相似的。

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