27、高级数据结构

高级数据结构

1. 复杂数据结构的介绍

在日常编程中，我们经常使用数组、链表、栈、队列、树和图等基本数据结构。然而，随着问题复杂度的增加，这些基本结构可能无法满足高效性和灵活性的需求。为此，引入了高级数据结构，它们在性能、功能和应用场景方面更加优化和多样化。

高级数据结构不仅提高了数据操作的效率，还在特定应用场景中提供了更强大的功能。例如，在数据库管理系统中，B树和B+树被广泛应用于索引结构，以提高查询速度；在网络路由算法中，斐波那契堆因其高效的插入和删除操作而备受青睐。

2. 跳跃表（Skip List）

跳跃表是一种概率性数据结构，它通过多层链表的方式，实现了快速的搜索、插入和删除操作。跳跃表的核心思想是通过在链表的不同层次上建立索引来加速查找过程。

2.1 跳跃表的结构

跳跃表由多个层级的链表组成，每个层级的链表节点包含指向下一个节点的指针。高层级的节点数量较少，但可以跳过低层级的多个节点，从而加快查找速度。

层级	节点
Level 4	1 -> 10 -> 20 -> 30 -> 40
Level 3	1 -> 10 -> 20 -> 30 -> 40
Level 2