Redis的设计与实现之跳表

跳跃表基本概念？

跳跃表是（skiplist）是一种有序的数据结构，通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而使查找更加迅速。
跳跃表的查找时间复杂度平均O（logN），最坏O（n）。
跳跃表可以看作为是一个升级版的链表，从原理来推的话也有些像是从二叉树演变过来的。
Redis中有序集合键的底层实现之一就是跳跃表（有序集合元素数量比较多，有序集合元素的成员是比较长的字符串）

快速了解跳跃表的底层推荐一篇博客：https://www.jianshu.com/p/09c3b0835ba6。

跳跃表的实现

前边提到过，跳跃表可以称得上是一个进化版的链表，跳跃表中每一层的每一个节点都有一个前进指针，和跨度（就是当前指针指的节点和现在节点的距离），当然还有回退指针等，下边就来详细的分析以下它的底层数据结构和设计思路。

跳跃表节点的设计思路

typedef struct zskiplistNode{//后退struct zskiplistNode *backward;//分值double score;//成员对象robj *obj;//层struct zskiplistLevel{//前进指针struct zskiplistNode *forward;//跨度unsigined int span;} level[];
}zskiplistNode;前进指针：比如我们需要遍历所有的跳跃表节点，那就使用前进指针来一步一步向前遍历（指向的节点跨度为1就相当于遍历了）后退指针：可以进行从后往前的遍历，从上边的结构体可以看到，每一个节点只有一个backward指针，因此，从后往前的遍历结过也一定是唯一的。跨度就相当于现实生活中的路程，也可以说成为里程，或者是排位。指向null的所有节点的跨度都为0.obj：是指向一个SDS类型的指针，它就是保存的值在我们使用有序集合的时候，它的有序性就是利用score来决定的，因此score是有序性的保证。层的实现是一个数组，为什么是一个数组有没有想过？
我认为它是为了在查找过程中从上往下，从大跨度到小跨度，缩小范围的时候就层数减一进入下一层搜索。
level可以包含多个元素，每一个元素都包含一个zskiplistLevel的结构体（指向其他节点的指针）：可以理解为level是某一个SDS值存的指向其他SDS值的指针。
每次创建新的跳跃表节点时，程序根据幂等定律（越大的数出现的概率越少）随机生成一个1到32层的值作为level数组的大小。

跳跃表

跳跃表就是多个跳跃表节点组成，通过一个跳跃表节点来标记和记录一些跳跃表的信息（zskiplist）。


typedef struct zskiplist{//表头和表尾struct skiplistNode *header,*tial;//表中节点数量unsigined long length;//表中最大的层数 int level;}zskiplist;

理解了前面的，这个就只是一个头节点记录一些东西罢了。
跳跃表虽然实现不难，但是对于有序查找效率还是极高的！

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