红色闪电解析跳表的时间复杂度（redis跳表时间复杂度）

红色闪电：解析跳表的时间复杂度

跳表（skip list）是一种数据结构，用于存储有序唯一的数据，具有较高的插入、删除、查询效率，是链表和树等常用数据结构的补充。跳表拥有自身特殊的存储形式，使得它拥有优越的查询性能。但是，跳表也具有复杂的时间复杂度，让许多用户不得不考虑它的使用意义、方法和效率。

在解析跳表的时间复杂度之前，首先要熟悉其定义和特征。跳表通常具有如下特点：它可以用O（logN）的时间插入、删除和查询；它的插入和删除操作的时间复杂度均为O（n）；它的查询操作的时间复杂度也是O（n）。另外，跳表还有一个重要特点，即是它在添加或删除元素时需要根据链表结构来更新所有有关节点的值。

下面我们通过一个简单的例子，来详细说明跳表的时间复杂度问题。假设我们有一个有序容器，变量x是它的有序线性存储结构，元素a1、a2、a3和a4：

x: a1 -> a2 -> a3 -> a4

在查询操作中，我们可以使用以下函数来查询指定的元素：

// Function to search an element in sorted linked list

bool search(Node *head, int x)

{

// Base case

if (head == NULL)

return false;

// If key is present in current node, return true

if (head->key == x)

return true;

// Recur for remning list

return search(head->next, x);

}

使用这个函数，我们可以在O（n）的时间内来查询指定的元素。这就是跳表存储结构的查找操作时间复杂度。

另外，还有一项常用操作，就是快速插入元素。同样的，我们可以使用O（n）的时间来执行插入操作：

// Function to insert a node in sorted linked list

void insert(Node** head, int x)

{

// Allocate memory for new node

Node* newNode = (Node*) malloc(sizeof(Node));

// Set the data in new node

newNode->data = x;

newNode->next = NULL;

/* Special case when head is NULL or key to be

inserted is smaller than head’s key */

if (*head == NULL || (*head)->data > x)

{

newNode->next = *head;

*head = newNode;

}

else

{

/* Locate the node before the point of insertion */

Node* temp = *head;

while (temp->next != NULL && temp->next->data

temp = temp->next;

newNode->next = temp->next;

temp->next = newNode;

}

}

因此，我们可以看出，跳表的时间复杂度比传统链表结构要高出很多。不过，由于跳表的结构比较复杂，因此在查询、插入和删除操作的时间复杂度得以改善。这就是跳表非常受欢迎的原因。

综上所述，跳表在查询、插入和删除操作的时间复杂度分别为O（logN）、O（n）和O（n），这使它在计算机科学中十分热门，得到了广泛的应用和使用。