跳表：一种高效的数据结构，助力大厂算法面试成功

**跳表是什么？** 

跳表是一种高效的数据结构，它可以解决许多数据结构常见的问题，例如插入、删除和搜索的复杂度都为O(log n)。跳表与红黑树非常相似，两者都是平衡二叉树的变种，但跳表在实现上更加简单，并且在某些情况下性能更好。

**跳表解决什么问题？** 

跳表可以解决许多数据结构常见的问题，例如：

* 插入、删除和搜索的复杂度都为O(log n)
* 可以高效地处理大量数据
* 可以很好地适应数据动态变化的情况
* 可以用于实现多种数据结构，如集合、字典等

**跳表经常被面试官在Redis环节被问到** 

跳表是一种非常重要的数据结构，它在Redis中得到了广泛的应用。Redis是一个内存数据库，它使用跳表来存储数据。跳表的高效性使得Redis能够以非常快的速度处理数据，这使得Redis成为一种非常受欢迎的内存数据库。

**不要求能现场手撸出来，可以说明下跳表实现的具体思路和用到的数据结构模型** 

跳表的实现思路相对简单，它使用了分层链表的数据结构模型。跳表中的每个节点都有一个指向下一层节点的指针，以及一个指向更高层节点的指针。通过这种方式，跳表可以实现高效的插入、删除和搜索操作。

**跳表的具体实现思路如下：** 

1. 跳表由多层链表组成，每一层链表中的节点都存储着相同的数据。
2. 每层链表中的节点都包含一个指向下一层节点的指针，以及一个指向更高层节点的指针。
3. 搜索操作从最高层链表开始，并向下层链表逐层搜索。
4. 在每一层链表中，搜索操作从左到右进行。
5. 如果要查找的元素在当前层链表中存在，则搜索操作结束。
6. 如果要查找的元素不在当前层链表中，则搜索操作继续向下层链表进行。
7. 重复步骤3-6，直到找到要查找的元素或到达最低层链表。

**跳表的数据结构模型如下：** 

class Node {
int value;
Node next;
Node down;
}

class SkipList {
Node head;
int levels;

public SkipList() {
    head = new Node(Integer.MIN_VALUE, null, null);
    levels = 1;
}

public void insert(int value) {
    Node newNode = new Node(value, null, null);

    int level = 1;
    while (Math.random() < 0.5 && level < levels) {
        level++;
    }

    while (level > levels) {
        head = new Node(Integer.MIN_VALUE, head, null);
        levels++;
    }

    Node current = head;
    for (int i = levels - 1; i >= level; i--) {
        while (current.next != null && current.next.value < value) {
            current = current.next;
        }

        Node nextNode = current.next;
        current.next = newNode;
        newNode.next = nextNode;

        if (i == level) {
            newNode.down = current.down;
            current.down = newNode;
        }

        current = current.down;
    }
}

public boolean search(int value) {
    Node current = head;

    for (int i = levels - 1; i >= 0; i--) {
        while (current.next != null && current.next.value < value) {
            current = current.next;
        }

        if (current.next != null && current.next.value == value) {
            return true;
        }

        current = current.down;
    }

    return false;
}

public void delete(int value) {
    Node current = head;

    for (int i = levels - 1; i >= 0; i--) {
        while (current.next != null && current.next.value < value) {
            current = current.next;
        }

        if (current.next != null && current.next.value == value) {
            Node nextNode = current.next.next;
            current.next = nextNode;

            if (i == 0 && nextNode == null) {
                while (head.down != null) {
                    head = head.down;
                    levels--;
                }
            }
        }

        current = current.down;
    }
}

}

**跳表的应用场景** 

跳表可以广泛应用于各种场景，如：

* 内存数据库
* 文件系统
* 网络路由
* 图形处理
* 并发编程

跳表是一种非常强大的数据结构，它可以解决许多数据结构常见的问题。跳表在Redis中得到了广泛的应用，它使得Redis能够以非常快的速度处理数据。在算法面试中，跳表也是一个非常常见的问题。如果您想在算法面试中脱颖而出，那么您一定要掌握跳表的原理和实现方法。