redis是怎么跳表的 • Worktile社区

不及物动词

这个人很懒，什么都没有留下～

Redis中的跳表是一种数据结构，用于有序集合的实现。跳表是一种类似于平衡树的数据结构，但其简单且效率高于平衡树。下面将详细介绍Redis中跳表的实现原理。

首先，跳表是由多个层级组成的，每个层级都是一个有序链表。最底层的链表包含所有元素，而上层链表则按照一定规则对元素进行抽样。每个节点在高层链表中都可能出现多次，从而达到快速查找元素的目的。

每个节点都包含一个指向下一个节点的指针数组，该数组的大小取决于节点在跳表中的层数。比如，一个节点在第i层，那么它的指针数组就有i个元素。

跳表通过这种层级结构快速查找指定元素。具体过程如下：

在跳表中查找元素时，从顶层的链表开始比较节点的元素值，若目标值小于当前节点的值，则向下一层移动到下一个节点继续比较。直到找到目标值所在的层级或者找到比目标值更大的节点。
在目标层级中，同样进行逐个比较。若目标值小于当前节点的值，则向下一层移动到下一个节点继续比较。直到找到目标值所在的节点或者找到比目标值更大的节点。
若找到目标值所在的节点，则返回该节点；若找到比目标值更大的节点，则返回空值，表示未找到目标值。

跳表的插入操作非常简单。在插入新元素时，首先在最底层链表中找到合适的位置。然后根据一定的概率决定是否将该元素插入更高层的链表中。这样可以保证跳表的查询效率。

删除操作也比较简单。在删除元素时，需要在每个层级的链表中找到该元素并将其删除，同时更新指针。若删除导致某个层级的链表为空，则需要将该层级删除。

总的来说，Redis中的跳表是一种高效的有序集合实现方式。跳表通过层级结构和抽样的方式，提供了快速的查询、插入和删除操作。它在某些场景下比平衡树更加高效，是Redis中重要的数据结构之一。

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worktile

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Redis中的跳表是一种有序数据结构，用于实现有序集合。跳表的设计灵感来自于平衡树，但在实现上更加简单和高效。

跳表的插入操作如下：

首先，假设要插入的元素为x。
从跳表的顶层开始，从左到右逐级寻找合适的位置。
如果当前节点的下一个节点的值大于x，或者达到了该层的末尾，向下一层移动。
重复步骤3，直到找到要插入的位置。
在所有层中插入新节点，并更新相应的索引。

跳表的查找操作如下：

从跳表的顶层开始，从左到右逐级寻找合适的位置。
如果当前节点的下一个节点的值大于目标值，或者达到了该层的末尾，向下一层移动。
重复步骤2，直到找到目标元素或者到达最底层。
如果找到了目标元素，返回它所在的节点；如果没有找到，返回null。

跳表的删除操作如下：

首先，找到要删除的目标节点。
更新相应的索引，将该节点从跳表中移除。

跳表的空间复杂度为O(n)，其中n为元素的个数。每个元素都包含在一个或多个索引节点中。

跳表的时间复杂度为O(log n)，其中n为元素的个数。在插入、查找和删除操作中，跳表通过索引快速定位到目标位置，然后进行相应的操作。跳表的平均查找时间复杂度接近于二分查找。

总结起来，Redis中的跳表通过索引节点来实现高效的有序集合操作。它的插入、查找和删除操作都可以在O(log n)的时间复杂度内完成。跳表的设计简单且高效，适用于有序集合的场景。

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fiy

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跳表（Skip List）是一种有序数据结构，由William Pugh在1989年提出，用于替代平衡二叉树。跳表的目的是提供类似于平衡二叉树的查询效率，但实现起来相对简单。

跳表通过在链表中引入多层索引来加快查询速度。每一层的链表都是原始链表的一个子集，其中每个节点都通过指针连接到下一层。跳表的最底层包含所有的节点，每个节点都包含一个键值对。

跳表的查询操作通过从最高层逐级向下跳转来进行。从最高层开始，当找到一个节点的键值大于或等于查询键值时，就会从该层转到下一层。当到达最底层时，根据节点的键值进行比较，可以找到与查询键值相等的节点或比查询键值大的节点。

根据整体的结构和操作流程，下面将详细介绍Redis中跳表的实现方法和操作流程。

跳表的结构
跳表由多个有序链表组成，每个链表称为一层。第一层是最底层，包含所有的节点。每一层都是前一层的一个子集，在每一层中，节点的键值是递增的。

每个节点包含一个键值对，以及指向下一层节点的指针数组。指针数组中的每个指针都指向下一层中与当前节点键值相等或大于当前节点键值的节点。

在Redis中，每个跳表节点的结构如下：

typedef struct zskiplistNode {
  robj *obj;  // 键值对中的值
  double score;  // 键值对中的键
  struct zskiplistNode *backward;  // 指向前一节点
  struct zskiplistLevel {
    struct zskiplistNode *forward;  // 指向下一节点
    unsigned int span;  // 指针跨度
  } level[];
} zskiplistNode;

插入操作
跳表的插入操作需要根据键值找到插入位置，并在每一层中适当地插入新节点。插入新节点后，需要根据一定规则更新指针数组中的指针。

Redis中跳表的插入操作可以分为以下几个步骤：

在底层找到要插入的位置，并创建新节点。
根据一个随机算法确定新节点将在哪些层中出现。一般来说，新节点在每一层出现的概率为50%。
在每一层逐级插入新节点，更新每个节点的指针数组。

删除操作
跳表的删除操作需要根据键值找到要删除的节点，并根据一定规则更新指针数组中的指针。

Redis中跳表的删除操作可以分为以下几个步骤：

在底层找到要删除的节点。
在每一层中删除节点，并更新每个节点的指针数组。

查询操作
跳表的查询操作是通过从最高层逐级向下跳转来进行的。在每一层中，通过比较节点的键值来确定跳转方向。

Redis中跳表的查询操作可以分为以下几个步骤：

从最高层开始，通过比较节点的键值进行跳转，直到找到节点的键值等于或大于查询键值的节点。
比较找到的节点的键值与查询键值，如果相等，则找到了目标节点；如果大于，则目标节点不存在。

跳表的查询操作的时间复杂度为O(logN)，其中N为跳表中节点的数量。

总结：Redis中的跳表是一种高效的有序数据结构，适用于需要频繁进行范围查询的场景。通过在链表中引入多层索引，跳表能够提供快速的查询性能。Redis中的跳表实现了插入、删除和查询等常见的操作，为Redis提供了高效的有序集合数据结构。

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