面试题：Redis跳跃表与有序集合融合的底层实现细节

Question

Redis中的有序集合常常借助跳跃表实现，当与其他数据结构融合时，在数据插入、删除和查找过程中，跳跃表与有序集合的底层交互机制是怎样的？请详细描述。

Answer 1

数据插入

1. 有序集合接收插入请求：当有序集合接收到插入新元素的指令时，会将新元素的成员（member）和分数（score）传递给跳跃表。
2. 跳跃表定位插入位置：跳跃表通过比较分数，从顶层开始逐步向下层查找合适的插入位置。在每一层，从当前节点的最右侧指针开始，向左移动直到找到一个节点，其右侧节点的分数大于要插入元素的分数，或右侧节点为nil。
3. 插入新节点：确定插入位置后，在跳跃表各层的对应位置插入新节点。新节点的层数是随机生成的（通常使用一种概率算法，如抛硬币法决定是否增加新的层数）。同时，更新相关节点的指针，确保链表结构的连续性和有序性。
4. 更新有序集合相关信息：跳跃表插入完成后，有序集合更新元素数量等元数据信息，以保持与跳跃表状态一致。

数据删除

1. 有序集合接收删除请求：有序集合接收到删除元素的指令后，会将待删除元素的成员信息传递给跳跃表。
2. 跳跃表查找待删除节点：跳跃表从顶层开始，通过比较成员信息查找待删除节点。与插入类似，逐层查找，直到找到目标节点。
3. 删除节点：找到目标节点后，在跳跃表各层中删除该节点，并更新相关节点的指针，维持链表的有序性。
4. 更新有序集合相关信息：跳跃表删除完成后，有序集合更新元素数量等元数据信息，反映集合的最新状态。

数据查找

1. 有序集合接收查找请求：有序集合接收到查找元素的指令后，将待查找元素的成员或分数信息传递给跳跃表。
2. 跳跃表查找节点：跳跃表从顶层开始，根据分数（若按分数查找）或成员信息（若按成员查找）进行查找。通过每一层的指针快速定位，逐步向下层查找，直到找到目标节点或确定目标节点不存在。
3. 返回结果：跳跃表将查找结果（找到则返回节点相关信息，未找到返回nil等标识）返回给有序集合，有序集合据此返回给调用者相应的查找结果。