Redis数据结构—跳跃表 skiplist

跳跃表（skiplist）是Redis中的一种数据结构，它允许快速的插入、删除、查找操作，在实现上是一种可以替代平衡树的数据结构，在查询速度上有可比的优势。

以下是一个简单的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 *next[];
} skiplistNode;
 
// 跳跃表结构体
typedef struct skiplist {
    skiplistNode *header;
    int level;
} skiplist;
 
// 创建一个新的跳跃表节点
skiplistNode *createNode(int key, int level) {
    skiplistNode *node = malloc(sizeof(skiplistNode) + level * sizeof(skiplistNode*));
    node->key = key;
    node->backward = NULL;
    for(int i = 0; i < level; i++) {
        node->next[i] = NULL;
    }
    return node;
}
 
// 初始化一个跳跃表
skiplist *initSkipList() {
    skiplist *list = malloc(sizeof(skiplist));
    list->header = createNode(0, 32); // 假设最大层数为32
    list->header->backward = NULL;
    list->level = 0;
    return list;
}
 
// 插入一个新的节点到跳跃表
void insert(skiplist *list, int key) {
    skiplistNode *update[32];
    skiplistNode *node = list->header;
    int level = list->level;
 
    for(int i = level; i >= 0; i--) {
        while(node->next[i] && node->next[i]->key < key) {
            node = node->next[i];
        }
        update[i] = node;
    }
 
    if(node->next[0] && node->next[0]->key == key) {
        // 如果键值已存在，不做操作
    } else {
        int newLevel = randomLevel(); // 假设randomLevel函数用于生成新节点的层数
        if(newLevel > level) {
            for(int i = level + 1; i <= newLevel; i++) {
                update[i] = list->header;
            }
            level = newLevel;
        }
 
        skiplistNode *newNode = createNode(key, newLevel);
        for(int i = 0; i < newLevel; i++) {
            newNode->next[i] = update[i]->next[i];
            update[i]->next[i] = newNode;
 
            newNode->backward = update[i];
            if(newNode->next[i]) {
                newNode->next[i]->backward = newNode;
            }
        }
 
        if(level > list->level) {
            list->level = level;
        }
    }
}
 
// 查找一个节点
skiplistNode *search(skiplist *list, int key) {
    skiplistNode *node = list->header;