redis的数据结构——跳表(Skiplist)

跳表(Skiplist)是一种用于有序数据存储的高效数据结构,它在Redis中用于实现有序集合(Sorted Set,zset)的底层存储。当有序集合中的数据较多时,Redis会选择使用跳表来存储元素,以便在保持数据有序的同时提供高效的插入、删除、查找操作。

跳表的基本结构

跳表是一种多层链表结构,它通过在基本有序链表的基础上添加多层索引,来加速查找的速度。跳表的每一层都是一个链表,底层(Level 0)包含所有元素,而更高层的链表则是其下一层链表的子集。这种结构类似于平衡树,能够在O(log n)时间复杂度内进行快速的查找、插入和删除操作。

跳表由以下几部分组成:

  1. 节点(Node):跳表的基本组成单位,每个节点包含:

    • 数据域:存储键值对中的成员和分值。
    • 后向指针数组:每个节点可以有多层指针(称为“向前指针”),指向该层中的下一个节点。
    • 后退指针:指向当前节点在底层链表中的前一个节点,便于反向遍历。
    • 跨度(Span):记录从当前节点到下一个节点的跨度,即中间跨过的节点数量,用于计算排名。
  2. 表头(Header):跳表的起始节点,通常包含多个层次的指针,每层指向该层的第一个节点。

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