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对一个有序数组进行二分查找,是程序员的一项基本功。二分查找的时间复查度O(logN),效率比较高。那么对于有序数组的近亲—-有序链表,有没有一种类似二分查找的算法呢?当然有,那就是跳跃表

跳跃表是对有序链表进行快速查询的,平均时间复杂度O(logN),查找速度可与二分查找相同,速度甚至可与平衡二叉树媲美。相对于平衡二叉树来说,跳跃表不需要进行左旋、右旋等操作来保持“平衡”,实现起来也更加简单。很多领域都才用了跳跃表,例如redis的有序集合。另外,一个哥们去阿里面试,有一道没回答的面试题目“如何让链表的元素查询接近线性时间?”我觉得他是再问跳跃表,也就是这个原因写了这个博文。

跳跃表是什么鬼?#

开始之前,先举个例子:
对于图的有序链表,如果要查找45,需要经过<3,5,9,12,25,21,34>节点,但是如果找200(一个不存在的值),那么需要全部遍历一遍才能知道。一个一个的找思想,也太慢了吧。
链表示意图1

那么我们对这个链表进行改造,成这样的
改造示意图

再查询45的话,只需经过<3,15,15,34,34>即可,如图
寻路示意图1

如果查询200(不存在的值),只需要经过图中路径即可,不需要遍历全部节点。
寻路示意图2

是不是很爽,是不是有二分查找的感觉。
这就是跳跃表

跳跃表的性质如下:

  • 1.由很多层结构组成
  • 2.每一层都是一个有序的链表
  • 3.最底层(Level 1)的链表包含所有元素
  • 4.如果一个元素出现在 Level i 的链表中,则它在 Level i 之下的链表也都会出现。
  • 5.每个节点包含两个指针,一个指向同一链表中的下一个元素,一个指向下面一层的元素。

这样是不是豁然开朗了。