redis 跳表原理

Redis 跳表（Skip List）是一种有序数据结构，用于实现有序集合（Sorted Set）的数据存储和快速查找。

跳表的核心思想是在链表的基础上增加多级索引，通过索引来加速查找。每一级索引包含一部分节点，这些节点按照某种规则连接起来，形成一个类似于二叉树的结构。每一级索引的节点数逐级减少，最高级索引只有两个节点，分别指向整个跳表的头节点和尾节点。

在跳表中，每个节点除了保存值之外，还保存了指向同一层级或下一层级的节点的指针。通过这样的结构，跳表可以在不需要遍历所有节点的情况下，快速定位到目标节点。

Redis 使用跳表实现有序集合的数据结构，具体实现步骤如下：

1. 创建一个带有头节点和尾节点的空跳表。
2. 向跳表中插入新的元素时，从最高级索引开始，逐级向下查找插入位置。
3. 在每一级索引中，找到插入位置后，将新节点插入到该位置后面。
4. 根据概率随机算法，决定是否在更高级索引中插入新节点的指针。
5. 删除元素时，从最高级索引开始，逐级向下查找并删除节点。
6. 如果删除节点后某一级索引只剩下头节点和尾节点，则删除该级索引。

通过使用跳表，Redis 在有序集合中执行插入、删除、查找等操作的时间复杂度可以达到 O(logN)，相比于传统的有序数组或平衡二叉树，跳表具有更高的效率和简单的实现方式。

相关问题

redis zset的hash表和跳表原理

Redis Zset（有序集合）的实现是基于 Redis 的 Hash 表和跳跃表。

Hash 表是一种基于数组的数据结构，它通过哈希函数将元素的键映射为数组下标，从而实现快速的查找、插入和删除操作。在 Redis Zset 中，Hash 表用于存储成员和分值之间的映射关系，每个元素的成员和分值都被存储为一个键值对，其中键是成员，值是分值。

跳跃表是一种基于链表的数据结构，它通过多级索引来加速查找操作。在 Redis Zset 中，跳跃表用于存储有序的元素集合，每个元素都有一个分值和一个成员，跳跃表通过比较元素的分值来进行排序。

Redis Zset 的实现中，每个元素都会在 Hash 表中保存一个键值对，同时在跳跃表中保存一个节点。这个节点包含了元素的成员和分值，以及指向其他节点的指针，这些指针被称为前进指针。

跳跃表中的每个节点都有多个前进指针，指向同一层中的其他节点。这些指针的数量是随机的，但是每向上一层增加一级时，指针数量都会减少一半。这种分层结构使得跳跃表的查找、插入和删除操作的时间复杂度都可以达到 O(log n)。

总之，Redis Zset 的实现通过 Hash 表和跳跃表的结合，实现了高效的有序元素集合，提供了一系列的操作，非常适合实现排行榜、计数器等应用场景。

redis 为什么用跳表实现有序集合？原理，用有序集合的场景

Redis之所以使用跳表来实现有序集合，是因为跳表可以提供快速的插入、删除和查找操作。它的原理是利用空间换时间的思想，通过在每个节点中存储一个指向其他节点的指针，从而在每个节点可以跳转到其他节点，从而大大减少查找的时间。有序集合可以在某些场景中发挥重要作用，比如排行榜的设计，搜索引擎的搜索结果排序，实时排行等。