Python 实现跳跃表查找（Skip List Search）算法

Python 实现跳跃表查找（Skip List Search）算法

以下是用 Python 实现跳跃表查找（Skip List Search）算法的示例代码：

import random

class Node:
    def __init__(self, value, level):
        self.value = value
        self.forward = [None] * (level + 1)

class SkipList:
    def __init__(self, max_level):
        self.max_level = max_level
        self.head = Node(-1, max_level)
        self.level = 0

    def random_level(self):
        level = 0
        while random.random() < 0.5 and level < self.max_level:
            level += 1
        return level

    def insert(self, value):
        update = [None] * (self.max_level + 1)
        current = self.head

        for i in range(self.level, -1, -1):
            while current.forward[i] and current.forward[i].value < value:
                current = current.forward[i]
            update[i] = current

        lvl = self.random_level()
        if lvl > self.level:
            for i in range(self.level + 1, lvl + 1):
                update[i] = self.head
            self.level = lvl

        new_node = Node(value, lvl)
        for i in range(lvl + 1):
            new_node.forward[i] = update[i].forward[i]
            update[i].forward[i] = new_node

    def search(self, value):
        current = self.head
        for i in range(self.level, -1, -1):
            while current.forward[i] and current.forward[i].value < value:
                current = current.forward[i]
        current = current.forward[0]
        return current and current.value == value

# Test the SkipList implementation
skip_list = SkipList(16)
skip_list.insert(1)
skip_list.insert(3)
skip_list.insert(7)
skip_list.insert(8)
skip_list.insert(9)

print("Search for 3:", skip_list.search(3)) # Output: True
print("Search for 6:", skip_list.search(6)) # Output: False

这个 Python 实现包含了以下主要部分：

1. Node 类：表示跳跃表中的节点，包含一个值和一个指针数组。
2. SkipList 类：包含插入和查找方法，以及一个用于生成随机层级的 random_level 方法。
3. random_level 方法：生成一个随机的层级，用于新节点。
4. insert 方法：在跳跃表中插入一个值，更新相应的指针。
5. search 方法：在跳跃表中查找一个值，返回一个布尔值表示是否找到。

这段代码展示了如何用 Python 实现跳跃表的插入和查找功能。