1206. 设计跳表

1206. 设计跳表

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题目链接：1206. 设计跳表

代码如下：

//参考链接：https://leetcode.cn/problems/design-skiplist/solutions/1699167/by-tonngw-ls2k
class Skiplist {
public:
	Skiplist():head(new Node(-1)) {}

	~Skiplist() {
		delete head;
		head = nullptr;
	}

	// 从跳表中查找 target
	bool search(int target) {
		vector<Node*> pre(level);
		find(target, pre);// 先找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]

		// 因为最下层[0]的节点是全的，所以只需要判断 target 是否在第 0 层即可，而 pre[0] 正好就是小于 target 的最大节点，如果 pre[0]->next[0] 的值不是 target 说明没有这个元素
		auto p = pre[0]->next[0];
		return p && p->val == target;
	}

	void add(int num) {
		vector<Node*> pre(level);
		find(num, pre);// 先找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]

		Node* p = new Node(num);// 创建要插入的新节点
		// 遍历每一层，从下往上插入新节点
		for (int i = 0;i < level;i++) {
			// 这两步就是单链表的插入
			p->next[i] = pre[i]->next[i];
			pre[i]->next[i] = p;
			if (rand() % 2) break;// 每一层有 50% 的概率不插入新节点
		}
	}

	bool erase(int num) {
		vector<Node*> pre(level);
		find(num, pre);// 先找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]

		//判断num是否存在，不存在直接返回false
		 // 第 0 层存储的是全部节点，所以只需要判断 pre[0]->next[0]（第 0 层小于 num 的最大节点的在第 0 层的 next） 是不是 num 即可
		auto p = pre[0]->next[0];
		if (!p || p->val != num) {
			return false;
		}

		//否则删除每一层的num，如果pre[i]->next[i]==p,说明第i层存在p
		for (int i = 0;i < level && pre[i]->next[i] == p;i++) {
			pre[i]->next[i] = p->next[i];//单链表删除
		}
		
		delete p;// 删除节点 p，防止内存泄漏
		return true;
	}
private:
	static const int level = 8;// 层数，经验值 8，太大浪费空间，因为每一个节点都要存在每一层的 next，层数越多节点数越多
	
	struct Node{
		int val;//节点值
		vector<Node*> next; // 记录节点在每一层的 next，next[i] 表示当前节点第 i 层的 next
		
		Node(int _val) :val(_val) {//构造函数
			next.resize(level, nullptr);// 初始化 next 数组的大小和层数 level 相同，初始值都指向 nullptr
		}
	}*head;

	// 辅助函数：找到每一层 i 小于目标值 target 的最大节点 pre[i]，最后 pre 中存的就是每一层小于 target 的最大节点
	void find(int target, vector<Node*>& pre) {
		auto p = head;
		for (int i = level - 1;i >= 0;i--) {
			// 从上层往下层找
			// 如果当前层 i 的 next 不为空，且它的值小于 target，则 p 往后走指向这一层 p 的 next
			while (p->next[i] && p->next[i]->val < target) {
				p = p->next[i];
			}
			pre[i] = p;
		}
	}
};

/**
 * Your Skiplist object will be instantiated and called as such:
 * Skiplist* obj = new Skiplist();
 * bool param_1 = obj->search(target);
 * obj->add(num);
 * bool param_3 = obj->erase(num);
 */