你了解Redis中的跳跃表吗?

跳跃表的基本内容:

对于一个有序序列,链表相对于数组来说,删除和插入的效率要快很多,只需要改变指针的指向,但是在查找的时候,数组就要更占优势一些,可以随机访问,然而链表需要从头开始遍历,最坏的情况下可能达到了O(n),为了改变链表的这一弊端,人们就想出了利用空间换时间的策略,尝试给链表加个索引,假设我们当前有如下所示的普通链表:

我们要查找18需要比较8次

但如果如下所示我们给当前链表添加一层索引,那么只需要比较5次

如果我们给当前链表添加两层索引(如下所示),那么只需要比较4次

跳表的第一层存储的是所有的元素每个节点存在两个指针指向后继节点下一层的节点查找的时候从最高层开始逐层比较直到第一层

对于跳跃表来说,假设我们现在想要插入数据我们不但要在链表中插入数据还要去更新索引,如果直接插入数据而不更新索引 ,那么很有可能出现两个索引之间存在大量的数据,同时也失去了创建索引的意义,那么要如何更新索引呢?

上层节点个数应该是下层节点个数的二分之一 ,因此我们希望这个新节点添加到上一层的概率是二分之一,最简单的方式就是抛硬币,因为正反面的概率都是二分之一,所以我们只要让它在0和1之间随机 ,如果是0就停止,如果是1就继续,最后出现的次数k,就代表我们需要在第一层到第k层之间添加索引,当然我们也不能让它无限增长,所以我们还需要添加一个最大值的限制

java 复制代码
public int getRandom(){
        int k=1;
        Random random=new Random();
        //random.nextBoolean()返回一个随机的 boolean 值,即 true 或 false
       while(random.nextBoolean()&&k<MAX_VALUE){
            k++;
       }
       return k;
}

跳跃表的增删改查:

比如我们添加一个节点为13,随机值为2

那么我们只需要在第一层和第二层加入13即可

删除操作就比较简单了,直接将我们节点和跨越的层数删除即可

时间复杂度:

第一层的索引节点数为n个,第二层为n/2个,那么第K层的索引节点数为

注意:当某层的索引节点只有两个时,我们就不增加索引了

下述中的2为当索引个数为2时,我们就不再添加索引了,h为跳跃表的高度

如果我们每一层要遍历X个节点,那么在跳表中查找的时间复杂度就为O(Xlogn),可认为O(logn)

由于插入和删除的时间复杂度都是O(1),时间主要花费在查找元素的位置,所以插入和删除的时间复杂度都为O(logn)

相关推荐
打码人的日常分享2 小时前
智能制造数字化工厂解决方案
数据库·安全·web安全·云计算·制造
没差c2 小时前
springboot集成flyway
java·spring boot·后端
三水不滴2 小时前
Redis 过期删除与内存淘汰机制
数据库·经验分享·redis·笔记·后端·缓存
时艰.2 小时前
Java 并发编程之 CAS 与 Atomic 原子操作类
java·开发语言
编程彩机3 小时前
互联网大厂Java面试:从Java SE到大数据场景的技术深度解析
java·大数据·spring boot·面试·spark·java se·互联网大厂
笨蛋不要掉眼泪3 小时前
Spring Boot集成LangChain4j:与大模型对话的极速入门
java·人工智能·后端·spring·langchain
-孤存-3 小时前
MyBatis数据库配置与SQL操作全解析
数据库·mybatis
Yvonne爱编码3 小时前
JAVA数据结构 DAY3-List接口
java·开发语言·windows·python
wdfk_prog3 小时前
[Linux]学习笔记系列 -- [drivers][i2c]i2c-dev
linux·笔记·学习
2301_822366354 小时前
使用Scikit-learn构建你的第一个机器学习模型
jvm·数据库·python