c++标准跳表的初始化
时间: 2023-12-06 13:00:42 浏览: 72
标准跳表的初始化包括以下步骤:
1. 创建头节点:创建一个新节点作为头节点,其key值为负无穷。
2. 创建尾节点:创建一个新节点作为尾节点,其key值为正无穷。
3. 初始化索引层:创建一定数量的索引层,每一层都包括头节点和尾节点。
4. 连接索引层和数据层:将数据层中的每一个节点按照其key值插入到索引层中。
5. 初始化随机数生成器:使用随机数生成器生成随机数,用于确定每个节点在哪些索引层中出现。
6. 设置跳表的高度:根据节点在索引层中出现的情况,确定跳表的高度。
7. 返回跳表的头节点。
下面是C语言的代码示例:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <time.h>
#define MAX_LEVEL 16 // 跳表的最大高度
// 跳表节点结构体
typedef struct SkipNode {
int key; // 节点的key值
int value; // 节点的value值
struct SkipNode **forward; // 指向当前节点在各层的后继节点
} SkipNode;
// 跳表结构体
typedef struct SkipList {
int level; // 跳表的高度
SkipNode *header; // 跳表的头节点
} SkipList;
// 创建新节点
SkipNode *new_node(int key, int value, int level) {
SkipNode *node = (SkipNode *)malloc(sizeof(SkipNode));
node->key = key;
node->value = value;
node->forward = (SkipNode **)calloc(level, sizeof(SkipNode *));
return node;
}
// 销毁节点
void destroy_node(SkipNode *node) {
free(node->forward);
free(node);
}
// 创建跳表
SkipList *create_skip_list() {
SkipList *list = (SkipList *)malloc(sizeof(SkipList));
list->level = 1;
list->header = new_node(INT_MIN, 0, MAX_LEVEL);
return list;
}
// 销毁跳表
void destroy_skip_list(SkipList *list) {
SkipNode *node = list->header->forward[0];
while (node != NULL) {
SkipNode *temp = node;
node = node->forward[0];
destroy_node(temp);
}
free(list->header);
free(list);
}
// 在跳表中查找节点
SkipNode *skip_list_find(SkipList *list, int key) {
SkipNode *node = list->header;
for (int i = list->level - 1; i >= 0; i--) {
while (node->forward[i] != NULL && node->forward[i]->key < key) {
node = node->forward[i];
}
}
node = node->forward[0];
if (node != NULL && node->key == key) {
return node;
} else {
return NULL;
}
}
// 在跳表中插入节点
void skip_list_insert(SkipList *list, int key, int value) {
// 查找插入位置
SkipNode *node = list->header;
SkipNode *update[MAX_LEVEL];
for (int i = list->level - 1; i >= 0; i--) {
while (node->forward[i] != NULL && node->forward[i]->key < key) {
node = node->forward[i];
}
update[i] = node;
}
node = node->forward[0];
// 如果节点已存在,则更新value值
if (node != NULL && node->key == key) {
node->value = value;
return;
}
// 创建新节点
int level = 1;
while (rand() < RAND_MAX / 2 && level < MAX_LEVEL) {
level++;
}
SkipNode *new_node = new_node(key, value, level);
// 如果新节点的高度大于当前跳表的高度,则更新跳表的高度
if (level > list->level) {
for (int i = list->level; i < level; i++) {
update[i] = list->header;
}
list->level = level;
}
// 将新节点插入到各层中
for (int i = 0; i < level; i++) {
new_node->forward[i] = update[i]->forward[i];
update[i]->forward[i] = new_node;
}
}
int main() {
// 初始化随机数生成器
srand((unsigned)time(NULL));
// 创建跳表
SkipList *list = create_skip_list();
// 插入节点
skip_list_insert(list, 1, 10);
skip_list_insert(list, 2, 20);
skip_list_insert(list, 3, 30);
// 查找节点
SkipNode *node = skip_list_find(list, 2);
if (node != NULL) {
printf("key=%d, value=%d\n", node->key, node->value);
} else {
printf("not found\n");
}
// 销毁跳表
destroy_skip_list(list);
return 0;
}
```
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