Redis跳跃表：原理与实现（redis跳跃表原理）

Redis跳跃表是一种数据结构，它专门用于更快地搜索和排序元素。它允许在平均成本O(log N)的时间复杂度下快速访问最值。与其他常用的数据结构（如二叉树）相比，跳跃表的结构更加精简，操作也更加快捷。

Redis跳跃表的原理是基于跳跃列表（Skip List），一种计算经典方法，该方法模拟随机跳转，通过层级划分进行元素间的比较或查找。该方法的思想是：使用少量的随机跳转，可以快速获取随机元素的最小值或最大值。

Redis跳跃表是一种可以用于存储键值对的特殊数据结构。Redis专门为跳跃表定义了一些特殊操作，分别是：插入，删除，查找，范围查找并获取结果集。这些操作都是基于跳跃表的最小值和最大值进行比较和搜索，从而可以确定目标键值对在给定范围之内的有效性。

Redis跳跃表实现原理非常简单，主要采用二分查找算法来实现，也就是在一个内部循环结构里，先将某个关键字和Redis跳跃表中间的关键字进行比较，如果中间的关键字比较大，则表示查找值在右侧，反之，查找值在左侧，然后继续重复以上步骤，最终会找到正确的查找值。

实现Redis跳跃表的代码如下：

#include 
#include 
typedef struct _node
{
    int val;
    struct _node *max;
    struct _node *min; 
    struct _node *prev;
    struct _node *next;
}node;
// 添加节点
node *addNode(node *head, int val)
{
    node *n = (node *)malloc(sizeof(node));
    n->val = val;
    n->max = n->min = n;
    n->prev = n->next = NULL;

    if(head == NULL)
    {
        head = n;
    }
    else
    {
        node* p = head;
        while(p->next != NULL && p->val 
        {
            p = p->next;
        }

        n->next = p->next;
        n->prev = p;
        p->next = n;
    }
    return head;
}
// 删除节点
node *delNode(node *head, int val)
{
    node *p = head;
    while(p != NULL && p->val != val)
    {
        p = p->next;
    }
    if(p == NULL)
    {
        return head;
    }
    else
    {
        node *prev = p->prev;
        node *next = p->next;
        prev->next = next;
        next->prev = prev;
        free(p);
        return head;
    }
}
// 查找包括最大值，最小值在内的范围内的节点
node *searchByRange(node *head, int min, int max)
{
    node *p = head;
    while(p != NULL && p->val 
    {
        p = p->next;
    }
    if(p == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    node *q = p;
    while(q != NULL && q->val 
    {
        printf("%d ", q->val);
        q = q->next;
    }
    return q;
}
// 遍历跳跃表
void printList(node *head)
{
    node *p = head;
    while(p != NULL)
    {
        printf("%d ", p->val);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    node *head = NULL;

    head = addNode(head, 10);
    head = addNode(head, 6);
    head = addNode(head, 4);
    head = addNode(head, 8);
    head = addNode(head, 11);
    head = addNode(head, 7);
    head = delNode(head, 8);
    printList(head);
    searchByRange(head, 5, 10);

    return 0;
}

以上就是Redis跳跃表的原理和实现详细介绍，Redis跳跃表的使用非常广泛，既可以用于实现复杂的数据结构，又可以用于搜索和排序，也可以用于实现时序数据分析。Redis跳跃表的操作性能高，具有高效的存储数据和查询数据的功能，是Redis的一种重要的特性和功能，也是非常流行的一种结构，值得更多探究