《Redis设计与实现》第五章总结：跳跃表

4.跳跃表

有序集合键的底层实现之一：如果一个有序集合包含的元素数量比较多，或者有序集合中元素是比较长的字符串时，就使用跳表
在集群节点中用作内部数据结构
跳表在Redis中只有这两个用途

4.1 跳表总览

redis.h/zskiplistNode和redis.h/zskiplist两个结构定义，zskiplistNode表示跳表节点，zskiplist用于保存跳表节点的相关信息，如节点数量，头尾指针等

例子：

如上图，最左边的是zskiplist结构，其属性解释如下：

而右边的四个为zskiplistNode结构，其属性解释如下：

下面看看跳表节点和跳表的具体解析

4.2 跳表节点实现

redis.h/zskiplistNode：

下面逐个分析其属性

4.2.1 层：

每次创建一个新节点时，程序根据幂次定律（越大的数出现的概率越小）随机生成一个介于1到32之间的值作为level数组(level[])的大小，也就是层的高度

例子：

4.2.1.1 前进指针

每一层都有一个指向表尾方向的前进指针，用于从表头向表尾方向访问节点

例子：虚线表示出了从表头向表尾方向，遍历跳表中所有节点的路径

4.2.1.2 跨度

每一层的跨度，用于记录两个节点之间的距离

作用：不是用来遍历操作的，因为遍历操作只使用前进指针即可；实际上是用来计算排位的：在查找某个节点的过程中，将沿途访问过的所有层的跨度累计起来，得到的结果就是目标节点在跳表中的排位

例子：虚线标记了在跳表中查找分值为3.0、成员对象为o3的节点时，沿途经历的层；可以看出，查找过程只经过了一个层，且跨度为3，所以此节点排位为3

4.2.2 后退(BW)指针

用于从表尾向表头方向访问节点

与前进指针区别：前进指针一次可以跳过多个节点，因为每个节点都多个层，每层都有一个前进指针，所以不必限制；后退指针每次只能后退至前一个节点，因为每个节点只有一个后退指针

例子：从表尾向表头遍历，首先通过tail定位到表尾，再通过后退指针遍历即可

4.2.3 分值和成员对象

成员对象必须唯一，分值则可以重复；分值相同的节点将按照成员对象在字典序中的大小来进行排序，小的靠前

4.3 跳表实现

redis.h/zskiplist：

虽然仅靠多个跳跃表节点即可组成一个跳表，但是类似链表，使用一个zskiplist结果来持有这些节点，程序可以更方便地对整个跳表进行处理，如快速访问表头和表尾(O(1))、快速获取跳表节点的数量(length属性，O(1))、快速获取层数最高的节点(level，O(1)，注意不包括表头)等信息

例子：