你了解Redis中的跳跃表吗？

news2024/12/25 12:23:27

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

在这里插入图片描述
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

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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

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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，指向后继节点和下一层的节点，查找的时候从最高层开始，逐层比较直到第一层

在这里插入图片描述

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

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;
}