跳表通过多层链表实现，查找、插入、删除平均时间复杂度为O(log n)；其结构由带指针数组的节点组成，每层为上层快照，随机决定层数以控制索引密度；C++实现包含头节点、最大层数、当前层数及随机生成器；查找从顶层开始逐层下降定位目标；插入时记录路径并更新各层指针，新节点层数由randomLevel()按50%概率递增确定；若新节点层数超过当前层数，则补全更新数组并将当前层数提升；删除时先查找节点，断开其在各层连接，同时检查并降低空层的当前层数；整体实现简单高效，适合有序数据操作且优于平衡树的复杂性，但需注意边界处理与重复值判断。
跳表（Skip List）是一种基于链表的数据结构，通过多层索引提升查找效率，平均时间复杂度为 O(log n)。相比平衡树，跳表实现更简单，且易于插入和删除。下面介绍 C++ 中跳表的结构设计与查找、插入、删除算法的实现。
跳表的基本结构
跳表由多层链表组成，底层是有序链表，每一层是上一层的“快照”，包含部分节点。每个节点有多个指针，指向同一层的下一个节点。
定义节点结构时，需要存储值和一个指针数组，用于指向每一层的下一个节点：
template struct SkipListNode { T value; std::vector next;SkipListNode(T val, int level) : value(val), next(level, nullptr) {}
};
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跳表类的设计与参数
跳表类包含最大层数、当前层数、头节点以及随机数生成器。插入时通过随机函数决定节点层数，控制索引密度。
template class SkipList {private: int maxLevel; int currentLevel; SkipListNode* head; std::default_random_engine generator; std::uniform_int_distribution distribution;int randomLevel();
public:SkipList(int maxLvl = 16);~SkipList();
void insert(T value);bool search(T value);bool remove(T value);
};
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构造函数初始化头节点，其指针数组大小为最大层数：
template SkipList::SkipList(int maxLvl) : maxLevel(maxLvl), currentLevel(1), distribution(0, 1) { head = new SkipListNode(T(), maxLevel);}
查找操作实现
从最高层开始，向右移动直到下一个节点值大于目标，然后下降一层继续，直到找到目标或到达底层。
template bool SkipList::search(T value) { SkipListNode* current = head;for (int i = currentLevel - 1; i >= 0; i--) { while (current->next[i] != nullptr && current->next[i]->value next[i]; }}current = current->next[0];return current != nullptr && current->value == value;
}
插入操作与随机层数
先查找插入位置，记录每层最后访问的节点，再创建新节点并链接到各层。
randomLevel() 函数以 50% 概率增加一层：
template int SkipList::randomLevel() { int lvl = 1; while (distribution(generator) == 0 && lvl < maxLevel) { lvl++; } return lvl;}
insert() 实现：
template void SkipList::insert(T value) { std::vector<SkipListNode*> update(maxLevel, nullptr); SkipListNode* current = head;for (int i = currentLevel - 1; i >= 0; i--) { while (current->next[i] != nullptr && current->next[i]->value next[i]; } update[i] = current;}current = current->next[0];if (current != nullptr && current->value == value) { return; // 已存在}int newNodeLevel = randomLevel();if (newNodeLevel > currentLevel) { for (int i = currentLevel; i < newNodeLevel; i++) { update[i] = head; } currentLevel = newNodeLevel;}SkipListNode* newNode = new SkipListNode(value, newNodeLevel);for (int i = 0; i next[i] = update[i]->next[i]; update[i]->next[i] = newNode;}
}
删除操作
查找节点并断开其在每一层的连接，若某层无节点则降低当前层数。
template bool SkipList::remove(T value) { std::vector<SkipListNode*> update(maxLevel, nullptr); SkipListNode* current = head;for (int i = currentLevel - 1; i >= 0; i--) { while (current->next[i] != nullptr && current->next[i]->value next[i]; } update[i] = current;}current = current->next[0];if (current == nullptr || current->value != value) { return false;}for (int i = 0; i next[i] != current) break; update[i]->next[i] = current->next[i];}delete current;while (currentLevel > 1 && head->next[currentLevel - 1] == nullptr) { currentLevel--;}return true;
}
基本上就这些。跳表用空间换时间，实现比红黑树简单，适合需要有序数据但不想写复杂平衡逻辑的场景。注意随机层数策略影响性能稳定性，实际使用可调整概率。不复杂但容易忽略边界条件，比如空指针和重复值处理。
以上就是c++++怎么实现一个跳表(skip list)_c++跳表结构与查找算法实现的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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