Redis中跳表的实现从零开始（redis 跳表实现）

Redis是非常受欢迎的NoSQL数据库，它在性能、稳定性和可扩展性方面都有很大的优势，使它能够满足大多数业务需求。由于它的强大性能，Redis在很多领域都得到了广泛的应用，其中之一就是实现一个数据结构——跳表（SkipList）。

跳表是一种常用的动态数据结构，它使用多个层次的链表实现有序的数据集合，可以更快的完成搜索、插入和删除操作。Redis中默认使用跳表实现有序集合，本文将介绍它的实现原理。

跳表是一个多层链表，包含多个跳跃指针。每个跳表指针包含两个指向特定元素的指针（源链表元素和链接的额外层次元素），以及跳跃指向的下一个元素的指针。每一层的跳表指针指向下一个元素，而最高层的跳表指向最后一个元素。

接下来，Redis使用这些跳跃指针在跳表中建立元素所在位置的映射。确定特定元素位置时，它会首先在最高层开始搜索，类似于二叉搜索树，直到它找到比它小的元素，然后向下搜索，直到找到它所在的元素为止。

添加或删除元素时，Redis会根据确定的元素位置，将该元素添加到跳表中，然后更新该元素的跳表映射。删除元素时，它会删除改元素的跳表映射，但是还保留该元素存在于链表中的记录。

下面是一个Redis使用跳表实现有序集合的示例代码：

// 创建跳表
list *listCreate()
{
    // 为跳表分配空间
    list *list = (list*) malloc(sizeof(list));
    // 为层次指针分配空间
    list->level = (listLevel*) malloc(sizeof(listLevel)); 
    // 初始化跳表  
    list->level->header = NULL;
    list->level->count = 0;

    return list; 
}
// 插入元素
int listInsert(list *list, void *value)
{   
    // 创建一个新节点
    listNode *node = (listNode *) malloc(sizeof(listNode));
    node->value = value; 

    // 遍历链表
    listLevel *level = list->level;
    while(level) {
        // 插入节点
        if(level->header == NULL) { 
            level->header = node; 

        } else {
            node->prev = level->header;
            level->header->next = node; 
            level->header = node; 
        }

        level = level->next; 
    }
    // 更新跳表
    list->level->count++; 
    return 0; 
}
// 删除元素
int listDelete(list *list, void *value) 
{
    // 遍历链表
    listLevel *level = list->level;
    while(level) {
        // 查找节点
        listNode *node = level->header; 
        while(node) {
            if(node->value == value) { // 找到节点 
                if(node->prev != NULL) {
                    node->prev->next = node->next;
                }
                if(node->next != NULL) {
                    node->next->prev = node->prev;
                }
                // 删除节点
                free(node);
            } 
            node = node->next;
        }
        level = level->next;
    }
    // 更新跳表
    list->level->count--;
    return 0; 
}