From 671084417f819e30fb6a9ddea6c641a0b94577b9 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: puhuaqiang <puhuaqiang@126.com>
Date: Fri, 9 Nov 2018 11:07:10 +0800
Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=96=B0=E5=A2=9E=E8=B7=B3=E8=A1=A8C++?=
 =?UTF-8?q?=E7=89=88=E6=9C=AC.=E7=BF=BB=E8=AF=91=E6=9D=A5=E6=BA=90JAVA?=
 =?UTF-8?q?=E7=89=88=E6=9C=AC?=
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: 8bit

---
 c-cpp/17_skiplist/SkipList.cpp | 363 +++++++++++++++++++++++++++++++++
 1 file changed, 363 insertions(+)
 create mode 100644 c-cpp/17_skiplist/SkipList.cpp

diff --git a/c-cpp/17_skiplist/SkipList.cpp b/c-cpp/17_skiplist/SkipList.cpp
new file mode 100644
index 0000000..ffef260
--- /dev/null
+++ b/c-cpp/17_skiplist/SkipList.cpp
@@ -0,0 +1,363 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <cstring>
+#include <random>
+#include <ctime>
+using namespace std;
+
+/**
+ * 跳表的一种实现方法。
+ * 跳表中存储的是正整数，并且存储的是不重复的。
+ *
+ * 跳表的C++版本.
+ * 翻译JAVA版本 原作者 Author：ZHENG
+ * 
+ * Author：puhuaqiang
+ * 
+ *  跳表结构:
+ * 
+ *  第K级           1           9
+ *  第K-1级         1     5     9
+ *  第K-2级         1  3  5  7  9
+ *  ...             ....
+ *  第0级(原始链表)  1  2  3  4  5  6  7  8  9
+ */
+
+const int MAX_LEVEL = 16;
+
+/**
+ * @brief 节点
+*/
+class CNode
+{
+public:
+    CNode();
+    ~CNode();
+
+    std::string toString();
+    /**
+     * @brief 获取索引链表
+    */
+    CNode** GetIdxList();
+
+    /**
+     * @brief 设置数据
+    */
+    void SetData(int v);
+    /**
+     * @brief 获取数据
+    */
+    int GetData();
+    /**
+    * @brief 设置最大索引级别
+    */
+    void SetLevel(int l);
+private:
+    /**当前节点的值*/
+    int m_data;
+    /** 
+     * 当前节点的每个等级的下一个节点.
+     * 第2级 N1 N2
+     * 第1级 N1 N2
+     * 如果N1是本节点,则 m_lpForwards[x] 保存的是N2
+     * 
+     * [0] 就是原始链表.
+     */
+    CNode* m_lpForwards[MAX_LEVEL];
+    /**当前节点的所在的最大索引级别*/
+    int m_iMaxLevel;
+};
+
+/**
+ * @brief 跳表
+*/
+class CSkipList
+{
+public:
+    CSkipList();
+    ~CSkipList();
+    /**
+     * @brief 查找指定的值的节点
+     * @param v 正整数
+    */
+    CNode* Find(int v);
+    /**
+     * @brief 插入指定的值
+     * @param v 正整数
+    */
+    void Insert(int v);
+    /**
+     * @brief 删除指定的值的节点
+     * @param v 正整数
+    */
+    int Delete(int v);
+    void PrintAll();
+    /**
+     * @brief 打印跳表结构
+     * @param l 等于-1时打印所有级别的结构 >=0时打印指定级别的结构
+    */
+    void PrintAll(int l);
+    /**
+     * @brief 插入节点时,得到插入K级的随机函数
+     * @return K
+    */
+    int RandomLevel();
+
+private:
+    int levelCount;
+    /**
+     * 链表
+     * 带头/哨所(节点)
+    */
+    CNode* m_lpHead;
+};
+
+int main()
+{
+    CSkipList skipList;
+    /// 插入原始值
+    for(int i=1; i< 50; i++){
+        if((i%3) == 0){
+            skipList.Insert(i);
+        }
+    }
+    for(int i=1; i< 50; i++){
+        if((i%3) == 1){
+            skipList.Insert(i);
+        }
+    }
+    skipList.PrintAll();
+    std::cout<<std::endl;
+    /// 打印所有等级结构
+    skipList.PrintAll(-1);
+    /// 查找
+    std::cout<<std::endl;
+    CNode* lpNode = skipList.Find(27);
+    if(NULL != lpNode){
+        std::cout<<"查找值为27的节点,找到该节点,节点值:"<<lpNode->GetData()<<std::endl;
+    }else{
+        std::cout<<"查找值为27的节点,未找到该节点"<<std::endl;
+    }
+    /// 删除
+    std::cout<<std::endl;
+    int ret = skipList.Delete(46);
+    if(0 == ret){
+        std::cout<<"查找值为46的节点,找到该节点,并删除成功"<<std::endl;
+    }else{
+        std::cout<<"查找值为46的节点,找到该节点,删除失败"<<std::endl;
+    }
+    std::cout<<std::endl;
+    //打印所有等级结构
+    skipList.PrintAll(-1);
+    std::cin.ignore();
+    return 0;
+}
+
+CNode::CNode()
+{
+    m_data = -1;
+    m_iMaxLevel = 0;
+    for(int i=0; i<MAX_LEVEL; i++){
+        m_lpForwards[i] = NULL;
+    }
+}
+CNode::~CNode()
+{
+
+}
+CNode** CNode::GetIdxList()
+{
+    return m_lpForwards;
+}
+
+void CNode::SetData(int v)
+{
+    m_data = v;
+}
+int CNode::GetData()
+{
+    return m_data;
+}
+void CNode::SetLevel(int l)
+{
+    m_iMaxLevel = l;
+}
+std::string CNode::toString()
+{
+    char tmp[32];
+    std::string ret;
+
+    ret.append("{ data: ");
+    sprintf(tmp, "%d", m_data);
+    ret.append(tmp);
+    ret.append("; levels: ");
+    sprintf(tmp, "%d", m_iMaxLevel);
+    ret.append(tmp);
+    ret.append(" }");
+    return ret;
+}
+
+CSkipList::CSkipList()
+{
+    levelCount = 1;
+    m_lpHead = new CNode();
+}
+CSkipList::~CSkipList()
+{
+
+}
+CNode* CSkipList::Find(int v)
+{
+    CNode* lpNode = m_lpHead;
+    /**
+     * 从 最大级索引链表开始查找.
+     * K -> k-1 -> k-2 ...->0
+    */
+    for(int i=levelCount-1; i>=0; --i){
+        /**
+         * 查找小于v的节点(lpNode).
+        */
+        while((NULL != lpNode->GetIdxList()[i]) && (lpNode->GetIdxList()[i]->GetData() < v)){
+            lpNode = lpNode->GetIdxList()[i];
+        }
+    }
+    /**
+     * lpNode 是小于v的节点, lpNode的下一个节点就等于或大于v的节点
+    */
+    if((NULL != lpNode->GetIdxList()[0]) && (lpNode->GetIdxList()[0]->GetData() == v)){
+        return lpNode->GetIdxList()[0];
+    }
+    return NULL;
+}
+void CSkipList::Insert(int v)
+{
+    /// 新节点
+    CNode* lpNewNode = new CNode();
+    if(NULL == lpNewNode){
+        return;
+    }
+
+    /**
+     * 新节点最大分布在的索引链表的上限
+     * 如果返回 3,则 新的节点会在索引1、2、3上的链表都存在
+    */
+    int level = RandomLevel();
+    lpNewNode->SetData(v);
+    lpNewNode->SetLevel(level);
+
+    /**
+     * 临时索引链表
+     * 主要是得到新的节点在每个索引链表上的位置
+    */
+    CNode *lpUpdateNode[level];
+    for(int i=0; i<level; i++){
+        /// 每个索引链表的头节点
+        lpUpdateNode[i] =m_lpHead;
+    }
+    CNode* lpFind = m_lpHead;
+    for(int i= level-1; i >= 0; --i){
+        /**
+         * 查找位置
+         *   eg.  第1级  1  7  10
+         *   如果插入的是 6
+         *   lpFind->GetIdxList()[i]->GetData() : 表示节点lpFind在第1级索引的下一个节点的数据
+         *   当 "lpFind->GetIdxList()[i]->GetData() < v"不成立的时候,
+         *   新节点就要插入到 lpFind节点的后面, lpFind->GetIdxList()[i] 节点的前面
+         *   即在这里 lpFind就是1  lpFind->GetIdxList()[i] 就是7
+        */
+        while((NULL != lpFind->GetIdxList()[i]) && (lpFind->GetIdxList()[i]->GetData() < v)){
+            lpFind = lpFind->GetIdxList()[i];
+        }
+        /// lpFind 是新节点在 第i级索引链表的后一个节点
+        lpUpdateNode[i] = lpFind;
+    }
+
+    for(int i=0; i<level; ++i){
+        /**
+         * 重新设置链表指针位置
+         *   eg  第1级索引 1  7  10
+         *      插入6.
+         *      lpUpdateNode[i] 节点是1; lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i]节点是7
+         *  
+         *  这2句代码就是 把6放在 1和7之间
+        */
+        lpNewNode->GetIdxList()[i] = lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i];
+        lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i] = lpNewNode;
+    }
+    if(levelCount < level){
+        levelCount = level;
+    }
+}
+int CSkipList::Delete(int v)
+{
+    int ret = -1;
+    CNode *lpUpdateNode[levelCount];
+    CNode *lpFind = m_lpHead;
+    for(int i=levelCount-1; i>= 0; --i){
+        /**
+         * 查找小于v的节点(lpFind).
+        */
+        while((NULL != lpFind->GetIdxList()[i]) && (lpFind->GetIdxList()[i]->GetData() < v)){
+            lpFind = lpFind->GetIdxList()[i];
+        }
+        lpUpdateNode[i] = lpFind;
+    }
+    /**
+     * lpFind 是小于v的节点, lpFind的下一个节点就等于或大于v的节点
+    */
+    if((NULL != lpFind->GetIdxList()[0]) && (lpFind->GetIdxList()[0]->GetData() == v)){
+        for(int i=levelCount-1; i>=0; --i){
+            if((NULL != lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i]) && (v == lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i]->GetData())){
+                lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i] = lpUpdateNode[i]->GetIdxList()[i]->GetIdxList()[i];
+                ret = 0;
+            }
+        }
+    }
+    return ret;
+}
+void CSkipList::PrintAll()
+{
+    CNode* lpNode = m_lpHead;
+    while(NULL != lpNode->GetIdxList()[0]){
+        std::cout<<lpNode->GetIdxList()[0]->toString().data()<<std::endl;
+        lpNode = lpNode->GetIdxList()[0];
+    }
+}
+void CSkipList::PrintAll(int l)
+{
+    for(int i=MAX_LEVEL-1; i>=0;--i){
+        CNode* lpNode = m_lpHead;
+        std::cout<<"第"<<i<<"级:"<<std::endl;
+        if((l < 0) || ((l >= 0) && (l == i))){
+            while(NULL != lpNode->GetIdxList()[i]){
+                std::cout<<lpNode->GetIdxList()[i]->GetData()<<" ";
+                lpNode = lpNode->GetIdxList()[i];
+            }
+            std::cout<<std::endl;
+            if(l >= 0){
+                break;
+            }
+        }
+    }
+}
+int GetRandom()
+{
+    static int _count = 1;
+	std::default_random_engine generator(time(0) + _count);
+	std::uniform_int_distribution<int> distribution(1,99999/*0x7FFFFFFF*/);
+	int dice_roll = distribution(generator);
+    _count += 100;
+	return dice_roll;
+}
+int CSkipList::RandomLevel()
+{
+    int level = 1;
+    for(int i=1; i<MAX_LEVEL; ++i){
+        if(1 == (GetRandom()%3)){
+            level++;
+        }
+    }
+    return level;
+}
\ No newline at end of file