设计跳表

1206. 设计跳表 (Hard)

不使用任何库函数,设计一个跳表。

跳表是在 O(log(n)) 时间内完成增加、删除、搜索操作的数据结构。跳表相比于树堆与红黑树,其功能与性能相当,并且跳表的代码长度相较下更短,其设计思想与链表相似。

例如,一个跳表包含 [30, 40, 50, 60, 70, 90],然后增加 80、45 到跳表中,以下图的方式操作:


Artyom Kalinin [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

跳表中有很多层,每一层是一个短的链表。在第一层的作用下,增加、删除和搜索操作的时间复杂度不超过 O(n)。跳表的每一个操作的平均时间复杂度是 O(log(n)),空间复杂度是 O(n)。

在本题中,你的设计应该要包含这些函数:

  • bool search(int target) : 返回target是否存在于跳表中。
  • void add(int num): 插入一个元素到跳表。
  • bool erase(int num): 在跳表中删除一个值,如果 num 不存在,直接返回false. 如果存在多个 num ,删除其中任意一个即可。

了解更多 : https://en.wikipedia.org/wiki/Skip_list

注意,跳表中可能存在多个相同的值,你的代码需要处理这种情况。

样例:

Skiplist skiplist = new Skiplist();

skiplist.add(1);
skiplist.add(2);
skiplist.add(3);
skiplist.search(0);   // 返回 false
skiplist.add(4);
skiplist.search(1);   // 返回 true
skiplist.erase(0);    // 返回 false,0 不在跳表中
skiplist.erase(1);    // 返回 true
skiplist.search(1);   // 返回 false,1 已被擦除

约束条件:

  • 0 <= num, target <= 20000
  • 最多调用 50000 次 search, add, 以及 erase操作。

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