漫画:什么是跳跃表?

简介: 如果是没有商品名称的全量查询怎么办?总不可能把数据库里的所有记录全查出来吧,而且还要支持不同字段的排序。所以,只能提前在内存中存储有序的全量商品集合,每一种排序方式都保存成独立的集合,每次请求的时候按照请求的排序种类,返回对应的集合。



这是发生在很多年以前的故事......


640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg



几天以前......


640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg


几天之后......


640.jpg


拍卖行的商品总数量有几十万件,对应数据库商品表的几十万条记录。

如果是按照商品名称精确查询还好办,可以直接从数据库查出来,最多也就上百条记录。

如果是没有商品名称的全量查询怎么办?总不可能把数据库里的所有记录全查出来吧,而且还要支持不同字段的排序。

所以,只能提前在内存中存储有序的全量商品集合,每一种排序方式都保存成独立的集合,每次请求的时候按照请求的排序种类,返回对应的集合。

比如按价格字段排序的集合:

640.jpg

比如按等级字段排序的集合:

640.jpg

需要注意的是,当时还没有Redis这样的内存数据库,所以小灰只能自己实现一套合适的数据结构来存储。

640.jpg


拍卖行商品列表是线性的,最容易表达线性结构的自然是数组和链表。可是,无论是数组还是链表,在插入新商品的时候,都会存在性能问题。

按照商品等级排序的集合为例,如果使用数组,插入新商品的方式如下:


640.jpg

如果要插入一个等级是3的商品,首先要知道这个商品应该插入的位置。使用二分查找可以最快定位,这一步时间复杂度是O(logN)。

插入过程中,原数组中所有大于3的商品都要右移,这一步时间复杂度是O(N)。所以总体时间复杂度是O(N)。

如果使用链表,插入新商品的方式如下:

640.jpg



如果要插入一个等级是3的商品,首先要知道这个商品应该插入的位置。链表无法使用二分查找,只能和原链表中的节点逐一比较大小来确定位置。这一步的时间复杂度是O(N)。

插入的过程倒是很容易,直接改变节点指针的目标,时间复杂度O(1)。因此总体的时间复杂度也是O(N)。

对于拥有几十万商品的集合来说,这两种方法显然都太慢了。

640.jpg



——————————————

640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg


  1. 新节点和各层索引节点逐一比较,确定原链表的插入位置。O(logN)
  2. 把索引插入到原链表。O(1)
  3. 利用抛硬币的随机方式,决定新节点是否提升为上一级索引。结果为“”则提升并继续抛硬币,结果为“负”则停止。O(logN)

总体上,跳跃表插入操作的时间复杂度是O(logN),而这种数据结构所占空间是2N,既空间复杂度是 O(N)。

640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg640.jpg

  1. 自上而下,查找第一次出现节点的索引,并逐层找到每一层对应的节点。O(logN)
  2. 删除每一层查找到的节点,如果该层只剩下1个节点,删除整个一层(原链表除外)。O(logN)

总体上,跳跃表删除操作的时间复杂度是O(logN)。

image.gif640.jpg640.jpg640.jpg


小灰和大黄并不知道,他们的这一解决方案和若干年后Redis当中的Sorted-set不谋而合。而Sorted-set这种有序集合,正是对于跳跃表的改进和应用。

对于关系型数据库如何维护有序的记录集合呢?使用的是B+树。有关B+树的知识,将在以后的漫画中详细介绍。

相关文章
|
6月前
|
算法 搜索推荐 C++
【数据结构】手撕排序(二)
【数据结构】手撕排序(二)
|
6月前
|
搜索推荐 算法
【数据结构】手撕排序(一)
【数据结构】手撕排序
|
11月前
|
存储
【数据结构】手撕单链表
【数据结构】手撕单链表
|
11月前
|
存储
【数据结构】手撕双向链表
【数据结构】手撕双向链表
|
搜索推荐
【数据结构】手撕八大排序算法(下)
2.6快速排序: 快速排序是Hoare于1962年提出的一种二叉树结构的交换排序方法,其基本思想为:任取待排序元素序列中的某元素作为基准值,按照该排序码将待排序集合分割成两子序列,左子序列中所有元素均小于基准值,
72 0
|
人工智能 搜索推荐 算法
【数据结构】手撕八大排序算法(上)
目录 1.排序的概念: 2.八大排序的思路及其细节 2.1直接插入排序
58 0
【五一创作】红黑树数据结构
【五一创作】红黑树数据结构
|
NoSQL 算法 Redis
|
索引
漫画:什么是 “跳表” ?
如何进行二分查找呢? 首先根据数组下标,定位到数组的中间元素:由于要查找的元素20,大于中间元素12,再次定位到数组右半部分的中间元素:这一次定位到的元素正好是20,查找成功。
219 0
漫画:什么是 “跳表” ?
漫画:什么是红黑树?(整合版)(下)
二叉查找树(BST)具备什么特性呢? 1.左子树上所有结点的值均小于或等于它的根结点的值。 2.右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值。 3.左、右子树也分别为二叉排序树。
126 0
漫画:什么是红黑树?(整合版)(下)