golang에서 스킵 테이블 데이터 구조를 구현하는 방법

스킵 리스트는 균형 트리와 유사한 연결 리스트 기반의 데이터 구조로 빠른 검색, 삽입 및 삭제 작업을 실현할 수 있습니다. 스킵 리스트는 1990년 William Pugh가 제안한 것입니다. 그 구현은 연결 리스트를 기반으로 하며, 연결 리스트의 노드를 색인을 통해 빠르게 찾을 수 있도록 다단계 인덱스를 추가합니다. . 점프 리스트 하단의 연결 리스트는 단방향 연결 리스트, 이중 연결 리스트 등이 될 수 있으나 가장 일반적으로 사용되는 것은 단방향 연결 리스트이다. 이 글에서는 주로 Golang 언어를 사용하여 스킵 테이블 데이터 구조를 구현하는 방법을 소개합니다.

스킵 리스트의 구조

스킵 리스트의 주요 구조는 헤드 노드, 배열, 연결 리스트의 세 부분으로 구성됩니다. 헤드 노드는 점프 목록의 시작 노드를 찾는 데 사용됩니다. 배열은 다중 레벨 인덱스를 저장하는 데 사용됩니다. 배열의 각 요소는 연결된 목록 노드에 대한 포인터입니다. 연결리스트(Linked List)는 스킵리스트(Skip List)의 핵심으로 데이터를 저장하는 데 사용된다.

점프 목록의 각 레벨에는 일부 노드가 포함되어 있으며 노드는 포인터를 통해 서로 연결됩니다. 각 레벨의 노드 수는 점차 감소합니다. 가장 낮은 레이어에는 모든 데이터 노드가 포함됩니다. 이 레이어는 일반적으로 "레벨 0 연결 목록"이라고도 알려진 "기본 레이어"라고 합니다. 각 노드는 데이터 노드 또는 인덱스 노드입니다. 인덱스 노드는 다음 레벨 노드를 가리키며 로그 레벨의 인덱스까지 있을 수 있다. 여기서 n은 데이터 노드의 개수이다. k 수준 인덱스가 있는 경우 i 번째 인덱스가 있는 노드는 i-1 수준 인덱스가 있는 노드의 모든 2^i 노드가 i 번째 인덱스가 있는 노드를 가리키도록 합니다. 각 노드에는 동일한 위치에 있는 다음 수준 노드에 대한 포인터가 포함되어 있습니다.

Golang은 스킵 테이블을 구현합니다

Golang 언어로 스킵 테이블 데이터 구조를 구현하려면 주로 다음 기능을 구현해야 합니다.

1. createNode 함수: 점프 테이블 노드 생성을 담당합니다.

type skipNode struct {

forward []*skipNode 
key int
val interface{}

}

func createNode(level int, key int, val 인터페이스{}) *skipNode {

return &skipNode{
    forward: make([]*skipNode, level),
    key: key,
    val: val,
}

}

2. insert 함수: 스킵 테이블에 데이터를 삽입하는 역할을 담당합니다.

func (list *SkipList) insert(key int, val 인터페이스{}, level int) {

 update := make([]*skipNode, list.level+1)
 currentNode := list.head
 for i := list.level; i >= 0; i-- {
    for currentNode.forward[i] != nil && currentNode.forward[i].key < key {
        currentNode = currentNode.forward[i]
    }
    update[i] = currentNode
 }
 currentNode = currentNode.forward[0]
 if currentNode != nil && currentNode.key == key {
    currentNode.val = val
 } else {
    newNode := createNode(level, key, val)
    for i := 0; i <= level; i++ {
        newNode.forward[i] = update[i].forward[i]
        update[i].forward[i] = newNode
    }
 }

}

3. delete 함수: 데이터 삭제를 담당합니다.

func (list *SkipList) delete(key int) {

update := make([]*skipNode, list.level+1)
currentNode := list.head

for i := list.level; i >= 0; i-- {
    for currentNode.forward[i] != nil && currentNode.forward[i].key < key {
        currentNode = currentNode.forward[i]
    }
    update[i] = currentNode
}

currentNode = currentNode.forward[0]
if currentNode != nil && currentNode.key == key {
    for i := 0; i <= list.level; i++ {
        if update[i].forward[i] != currentNode {
            break
        }
        update[i].forward[i] = currentNode.forward[i]
    }
}

}

4. find 함수: 건너뛰기 목록에서 데이터를 찾는 역할을 합니다.

func (list SkipList) find(key int) skipNode {

currentNode := list.head
for i := list.level; i >= 0; i-- {
    for currentNode.forward[i] != nil && currentNode.forward[i].key < key {
        currentNode = currentNode.forward[i]
    }
}
currentNode = currentNode.forward[0]
if currentNode != nil && currentNode.key == key {
    return currentNode
} else {
    return nil
}

}

위는 건너뛰기 목록을 구현하는 데 필요한 주요 기능입니다. 또한 헤드 노드, 최대 깊이 등과 같은 건너뛰기 목록의 일부 속성을 포함하는 SkipList 구조를 구현해야 합니다.

결론

스킵 테이블은 평균 O(log n) 시간 복잡도로 삽입, 삭제 및 검색 작업을 구현할 수 있는 효율적인 데이터 구조입니다. Golang 언어는 비교적 친숙한 구문과 표준 라이브러리를 제공하므로 Golang 언어를 사용하여 점프 테이블을 구현하는 것이 비교적 간단합니다. 이 글을 공부함으로써 독자들은 스킵 테이블에 대한 더 깊은 이해를 갖게 될 뿐만 아니라 Golang 언어의 스킵 테이블 구현 방법도 마스터하게 될 것이라고 믿습니다.

위 내용은 golang에서 스킵 테이블 데이터 구조를 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!