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跳表：Redis中的隨機(jī)高度特性
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跳表（Skip List）是一種基于有序鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以快速地進(jìn)行查找、插入和刪除操作，而且實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。跳表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似于一組有序的鏈表，每一層鏈表存在數(shù)據(jù)的概率比下一層鏈表小。跳表的本質(zhì)是一種平衡的豎向拆分，其高度隨機(jī)，跳表中每個(gè)元素的升高概率是1/2，也就是說(shuō)在跳表中找到任意一個(gè)元素的開(kāi)銷等于它在單鏈表中的平均開(kāi)銷。
在Redis中，跳表被作為有序集合的底層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有序集合的快速插入、查找和刪除。Redis的跳表實(shí)現(xiàn)中，有一個(gè)非常重要的特性，就是高度的隨機(jī)性特性。通過(guò)在每次插入操作時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)的高度進(jìn)行隨機(jī)，讓節(jié)點(diǎn)的高度分布的可能性更加平均，從而提高跳表的效率。
下面是Redis中跳表中節(jié)點(diǎn)高度的生成方法：
/*
* redis.h/sdskiplistRandomLevel()
* Redis 中跳表節(jié)點(diǎn)高度產(chǎn)生算法
*/
unsigned int sdskiplistRandomLevel(void) {
unsigned int level = 1;
while ((random() & 0xFFFF)
level += 1;
return (level
}
其中`REDIS_SKIPLIST_P`是一個(gè)宏定義，決定了每插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)的高度升高的概率為1/`REDIS_SKIPLIST_P`。在上面的代碼中，使用了一個(gè)隨機(jī)數(shù)生成器`random()`，用于生成一個(gè)范圍在0到`0xFFFF`(即65535)之間的隨機(jī)數(shù)，如果這個(gè)數(shù)小于`REDIS_SKIPLIST_P * 0xFFFF`，則節(jié)點(diǎn)的高度加1。這個(gè)判斷的意義在于，讓新節(jié)點(diǎn)的高度分布更加均勻，從而提高整個(gè)跳表的效率。
跳表的高度成倍增長(zhǎng)，即第i層的節(jié)點(diǎn)數(shù)比（i+1）層少一半，而第1層的節(jié)點(diǎn)數(shù)最多，所以跳表的高度，一般不會(huì)超過(guò)logN+1（其中N為節(jié)點(diǎn)數(shù)）。
跳表在Redis中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在有序集合這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。當(dāng)有序集合需要查找一個(gè)元素的時(shí)候，Redis就會(huì)通過(guò)跳表來(lái)進(jìn)行查找。在無(wú)序集合中，這個(gè)操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(N)，而有了跳表的幫助，這個(gè)時(shí)間復(fù)雜度就能夠降低到O(logN)，大大提高了Redis的效率。
此外，跳表還有其他的應(yīng)用場(chǎng)景，例如在搜索引擎中，可以用跳表來(lái)優(yōu)化搜索關(guān)鍵字的索引；在游戲開(kāi)發(fā)中，可以用跳表來(lái)優(yōu)化游戲世界中的場(chǎng)景判斷等等。
跳表是一種高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)某些場(chǎng)景下的查找操作進(jìn)行優(yōu)化，它在Redis中被加入了隨機(jī)高度特性，提高了在有序集合中的效率。
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本文標(biāo)題：跳表Redis中的隨機(jī)高度特性（redis的跳表高度隨機(jī)）
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