Problem: 1206. 设计跳表

👩‍🏫 参考题解

class Skiplist {
    // 定义跳表的最大层数
    int level = 10;

    // 定义跳表节点类
    class Node {
        int val; // 节点值
        Node[] ne = new Node[level]; // 节点的下一跳节点数组，支持多级索引

        // 构造函数，初始化节点值
        Node (int _val) {
            val = _val;
        }
    }

    Random random = new Random(); // 随机数生成器，用于确定新节点的层级
    Node he = new Node(-1); // 头节点（哨兵节点），初始化值为-1，不存储有效数据

    // 查找目标值t，返回每一层当前节点的位置
    void find(int t, Node[] ns) {
        Node cur = he; // 从头节点开始
        // 从最高层开始查找，逐层向下
        for (int i = level - 1; i >= 0; i--) {
            // 在每一层中，找到小于目标值t的最大节点
            while (cur.ne[i] != null && cur.ne[i].val < t) 
                cur = cur.ne[i];
            // 记录该层找到的节点
            ns[i] = cur;
        }
    }

    // 查找值为t的节点是否存在
    public boolean search(int t) {
        Node[] ns = new Node[level]; // 存储查找过程中每层的位置
        find(t, ns); // 查找t的前驱节点
        // 在最底层检查是否找到t
        return ns[0].ne[0] != null && ns[0].ne[0].val == t;
    }

    // 添加值为t的节点
    public void add(int t) {
        Node[] ns = new Node[level]; // 存储查找过程中每层的位置
        find(t, ns); // 查找t应该插入的位置
        Node node = new Node(t); // 创建新节点
        // 从第0层开始插入节点
        for (int i = 0; i < level; i++) {
            // 在每一层插入节点，并调整指针
            node.ne[i] = ns[i].ne[i];
            ns[i].ne[i] = node;
            // 随机决定是否在更高层插入
            if (random.nextInt(2) == 0) break; // 以1/2的概率决定是否继续在上层插入
        }
    }

    // 删除值为t的节点
    public boolean erase(int t) {
        Node[] ns = new Node[level]; // 存储查找过程中每层的位置
        find(t, ns); // 查找t的位置
        Node node = ns[0].ne[0]; // 获取最底层的第一个后继节点
        // 如果没有找到t，返回false
        if (node == null || node.val != t) 
            return false;
        // 在每一层都移除该节点
        for (int i = 0; i < level && ns[i].ne[i] == node; i++) 
            ns[i].ne[i] = ns[i].ne[i].ne[i];
        return true;
    }
}