跳跃表java实现

import java.util.Random;


public class SkipList> {

    //表示跳表的高度，包括原始链表这一层
    private static final int MAX_LEVEL = 16;//跳表的高度是16

    //内部类Node
    private class Node>{
        E data;//结点数据

        
        Node[] nextNodes;

        //记录当前节点维护的索引节点的最大高度
        int maxIndexLevel = 0;

        Node(E data) {
            this.data = data;
            nextNodes = new Node[MAX_LEVEL];//跳表的高度是16
        }

        @Override
        public String toString() {
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            builder.append("{ data: ");
            builder.append(data);
            builder.append("; levels: ");
            builder.append(maxIndexLevel);
            builder.append(" }");
            return builder.toString();
        }

    }



    // 表示当前跳表最大的高度 (包含了原始链表层，所以默认初始值是 1)
    private int levelCount;

    // 虚拟头结点
    private Node dummyHead;

    private Random random = new Random();

    //跳表初始化
    public SkipList() {
        this.levelCount = 1;
        this.dummyHead = new Node(-1);
    }

    public boolean contains(E e){
        return get(e) != null;
    }

    //查询操作
    //log(n)
    public Node get(E e){
        Node curr = dummyHead;

        //从最高一层 往下 一层一层 的寻找元素所在的区间
        for(int i = levelCount - 1 ; i >= 0 ; i--){
            //同层比较(i 层)
            //只要下一个结点值 比 待查找的元素小,一直往右前进
            while(curr.nextNodes[i] != null
                    && curr.nextNodes[i].data.compareTo(e) < 0){
                curr  = curr.nextNodes[i];
            }
        }

        //到最底层了：比较e结点 和 下一个结点大小关系
        if(curr.nextNodes[0] != null
                && curr.nextNodes[0].data.compareTo(e) == 0){
            return curr.nextNodes[0];
        }

        //没找到结点
        return null;
    }


    //插入操作
    public void add(E e){

        //维护一层索引
        int level = dummyHead.nextNodes[0] == null ? 1 : randomLevel();

        Node[] prevNodes = new Node[level];

        for(int i = 0 ; i < level ; i++){
            prevNodes[i] = dummyHead;
        }

        //1.找到要插入节点的前面一个节点
        Node prev = dummyHead;
        for(int i = levelCount - 1 ; i >= 0 ; i--){
            while(prev.nextNodes[i] != null && prev.nextNodes[i].data.compareTo(e) < 0){
                prev = prev.nextNodes[i];
            }
            if(i < level)
                prevNodes[i] = prev;
        }

        Node newNode = new Node(e);

        //2.将节点插入到节点prev的后面
        for(int i = 0 ; i < level ; i++){
            newNode.nextNodes[i] = prevNodes[i].nextNodes[i];
            prevNodes[i].nextNodes[i] = newNode;
        }

        //维护最大高度
        if(levelCount < level){
            levelCount = level;
        }

    }

    //随机给出维护高度
    private int randomLevel() {
        int level = 1;
        for (int i = 1; i < MAX_LEVEL; i++) {
            if (random.nextInt() % 2 == 1) {
                level++;
            }
        }
        return level;
    }

    public void remove(E e) {

        // 1. 找到需要删除节点的前一个节点，以及删除节点对应的索引节点的前一个索引节点
        Node[] prevNodes = new Node[levelCount];

        Node prev = dummyHead;
        for (int i = levelCount - 1; i >= 0; i--) {
            while (prev.nextNodes[i] != null
                    && prev.nextNodes[i].data.compareTo(e) < 0) {
                prev = prev.nextNodes[i];
            }

            prevNodes[i] = prev;
        }

        // 2. 对每一层进行删除节点
        // 先判断节点是否存在，存在的话才执行删除
        if (prev.nextNodes[0] != null
                && prev.nextNodes[0].data.compareTo(e) == 0) {
            // 对每一层进行删除节点
            for (int i = levelCount - 1; i > 0; i--) {
                Node delNode = prevNodes[i].nextNodes[i];
                if (delNode != null && delNode.data.compareTo(e) == 0) {
                    prevNodes[i].nextNodes[i] = delNode.nextNodes[i];
                    delNode.nextNodes[i] = null;
                }
            }
        }
    }

}