跳表模板
跳表是一种单链表的改进,在刷力扣时看到的,有篇博客写的不错,分析了跳表的复杂度和基本原理。链接搬在这里: CSND参考博客
关于数据结构的定义、查询、添加和删除的操作,力扣1206官方题解 有非常详细的PPT演示,但是官方的代码实现我觉得比较难理解,代码实现可以参考C++ 手写跳表最简单的实现方式
这里给出模板
class Skiplist {
public:
static const int level = 8; // 层数,经验值 8,太大浪费空间,因为每一个节点都要存在每一层的 next,层数越多节点数越多
// 定义跳表节点
struct Node {
int val; // 节点值
vector<Node*> next; // 记录节点在每一层的 next,next[i] 表示当前节点第 i 层的 next
Node(int _val) : val(_val) { // 构造函数
next.resize(level, NULL); // 初始化 next 数组的大小和层数 level 相同,初始值都指向 NULL
}
}*head; // 定义头节点 head
Skiplist() {
head = new Node(-1); // 初始化一个不存在的节点值 -1
}
~Skiplist() {
delete head; // 析构函数删除 head
}
// 辅助函数:找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i],最后 pre 中存的就是每一层小于 target 的最大节点
void find(int target, vector<Node*>& pre) {
auto p = head; // 从头节点开始遍历每一层
for (int i = level - 1; i >= 0; i -- ) { // 从上层往下层找
while (p->next[i] && p->next[i]->val < target) p = p->next[i]; // 如果当前层 i 的 next 不为空,且它的值小于 target,则 p 往后走指向这一层 p 的 next
pre[i] = p; // 退出 while 时说明找到了第 i 层小于 target 的最大节点就是 p
}
}
// 从跳表中查找 target
bool search(int target) {
vector<Node*> pre(level);
find(target, pre); // 先找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]
auto p = pre[0]->next[0]; // 因为最下层【0】的节点是全的,所以只需要判断 target 是否在第 0 层即可,而 pre[0] 正好就是小于 target 的最大节点,如果 pre[0]->next[0] 的值不是 target 说明没有这个元素
return p && p->val == target;
}
// 向跳表中插入元素 num
void add(int num) {
vector<Node*> pre(level);
find(num, pre); // 先找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]
auto p = new Node(num); // 创建要插入的新节点
for (int i = 0; i < level; i ++ ) { // 遍历每一层,从下往上插入新节点
p->next[i] = pre[i]->next[i]; // 这两步就是单链表的插入
pre[i]->next[i] = p;
if (rand() % 2) break; // 每一层有 50% 的概率不插入新节点
}
}
// 从跳表中删除 num
bool erase(int num) {
vector<Node*> pre(level);
find(num, pre); // 先找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]
// 先判断 num 是否存在,不存在直接返回 false
// 第 0 层存储的是全部节点,所以只需要判断 pre[0]->next[0](第 0 层小于 num 的最大节点的在第 0 层的 next) 是不是 num 即可
auto p = pre[0]->next[0];
if (!p || p->val != num) return false;
// 否则删除每一层的 num,如果 pre[i]->next[i] == p 说明第 i 层存在 p
for (int i = 0; i < level && pre[i]->next[i] == p; i ++ ) {
pre[i]->next[i] = p->next[i]; // 单链表删除
}
delete p; // 删除节点 p,防止内存泄漏
return true;
}
};
/**
* Your Skiplist object will be instantiated and called as such:
* Skiplist* obj = new Skiplist();
* bool param_1 = obj->search(target);
* obj->add(num);
* bool param_3 = obj->erase(num);
*/
本文来自博客园,作者:静候佳茵,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/hitwherznchjy/p/16602815.html