Redis中ZSet的底层数据结构跳跃表skiplist，你真的了解吗？

跳跃表（skiplist）是一种可以替代平衡树的数据结构，它允许快速的插入、删除、查找操作，所有操作的平均时间复杂度都是O(logN)。在Redis中，ZSet的底层实现就是跳跃表。

跳跃表的主要特点是：

• 每个节点不仅包含一个指向下一个节点的指针，还可能包含多个指向后续节点的指针，称为“层”（level）。
• 节点在层中的分布不是连续的，而是通过指针的链式操作来实现。
• 查找、插入、删除操作可以在对数平均时间内完成。

下面是一个简单的C语言实现的跳跃表节点和跳跃表结构的示例代码：

#include <stdlib.h>
 
// 跳跃表节点结构体
typedef struct skiplistNode {
    int key;
    struct skiplistNode *backward;
    struct skiplistNode *down;
    struct skiplistNode *next[];
} skiplistNode;
 
// 跳跃表结构体
typedef struct skiplist {
    skiplistNode *header, *tail;
    int level;
} skiplist;
 
// 初始化一个跳跃表
skiplist *skiplistCreate(void) {
    int i;
    skiplist *sl = malloc(sizeof(*sl));
    sl->header = malloc(sizeof(*sl->header));
    sl->header->backward = NULL;
    sl->header->down = NULL;
    for (i = 0; i < SKIPLIST_MAXLEVEL; i++) {
        sl->header->next[i] = NULL;
    }
    sl->tail = NULL;
    sl->level = 1;
    return sl;
}
 
// 插入一个节点
void skiplistInsert(skiplist *sl, int key) {
    skiplistNode *update[SKIPLIST_MAXLEVEL], *x;
    int i;
    // 分配一个新节点
    x = malloc(sizeof(*x));
    x->key = key;
    // 生成一个随机层数
    int level = random() % SKIPLIST_MAXLEVEL;
    x->backward = NULL;
    x->down = NULL;
    for (i = 0; i < level; i++) {
        x->next[i] = NULL;
    }
    // 找到每层插入位置的前驱节点
    for (i = 0; i < level; i++) {
        update[i] = sl->header;
        while (update[i]->next[i] && update[i]->next[i]->key < key) {
            update[i] = update[i]->next[i];
        }
    }
    // 建立前后节点的链接关系
    for (i = 0; i < level; i++) {
        x->next[i] = update[i]->next[i];
        update[i]->next[i] = x;
 
        // 如果有下一层，则建立向下的指针
        if (x->next[i]) {
            x->next[i]->backward = x;
        }
    }
    // 更新头部和尾部指针
    if (sl->level < level) {
        sl->level = level;
    }
    if (x->next[0]) {
        x->backward = x->next[0];
        x->next[0]->backward = x;
    }
    sl->tail = x;
}
 
// 查找一个节点
skiplistNode *skiplistSearch(skiplist *sl, int key) {
    skiplistNode *x = sl->header;
    for (int i = sl->level - 1; i >= 0; i--) {
        while (x->next[i] && x->next[i