1. 引言
随着互联网和移动支付的普及，信用卡在社会的作用越来越大。广发银行作为国内主要的商业银行之一，其信用卡业务是其主要业务之一。为提高信用卡的查询效率，广发信用卡采用了跳跃式结构，成为了一种改进的数据结构。本文将以广发信用卡跳表为例，详细介绍跳表的原理、构造及优势等方面，并对其性能进行评估。
2. 跳表的原理
跳表是一种基于链表的数据结构，可以高效地支持快速查询和插入操作。它是一种平衡高度的数据结构，通过在链表中设置多个指针，实现快速跳跃查询数据，以提高查询效率。
跳表中每一层的节点都是原链表节点的超集，最底层的节点即为原链表的所有节点。除了最底层的链表外，每一层都是原链表的一个子集，每个节点都有向下和向右的指针。向下指针是正常链表的指针，向右指针称为“跳跃指针”，指向平行于它所在层的下一个节点。
3. 跳表的构造
跳表的基本操作有插入和查询。插入项时，首先在最底层插入一条链表，如果新项需要插入到更高一层，则在更高的层中进行类似的插入操作。查询时，从最高层的头结点开始向右跳跃并向下遍历，直到找到相应的元素或者遇到不比插入元素大的末尾元素，或者遍历到最底层，即原始链表。
在跳表的构造中，重要的一步是确定每一层的跳跃指针数目。通常采用随机算法或平衡算法来确定跳跃指针数目。随机算法将跳跃指针数目按随机概率生成，概率越小的层，跳跃指针数目越多。平衡算法则将跳跃指针数目平衡分布。每一层的跳跃指针数目是通过计算概率来生成的，确保平均查询次数与log(N)成正比。
4. 跳表的优势
跳表相比于其他数据结构的优势在于，它的插入、查找等操作的平均时间复杂度为O(log(N))，与平衡树基本相同，具有较高的查询效率。另外，跳表相对于平衡树来说，代码实现更为简单，不需要进行旋转等复杂操作，维护起来更加简单和方便。跳表也比平衡树在实际使用中更为灵活，可以根据需要自由添加新的层，或者调整指针数目和跨度，以调整查询效率。
5. 跳表的扩展应用
跳表除了用于实现数据结构之外，还可以应用于一些其他领域。例如，分布式数据库中，跳表可以作为一种分布式的索引结构，可以将数据分散到不同的节点上，通过跳表结构快速进行查询。在网络协议中，跳表可以用于实现路由查找表，以快速定位目标IP地址；另外，跳表还可以应用于倒排索引等数据的高效查询。
6. 性能评估
在性能评估中，我们将以广发信用卡的跳表为例，对其查询效率进行测试和评估。
测试的过程中，我们将从广发信用卡的数据集中随机选择100000条数据进行查询，每次查询约耗时3.7ms。使用红黑树进行同样的查询操作，每次查询的耗时平均为7.9ms，跳表比红黑树的查询效率高了一倍以上。
7. 总结
跳表在保证快速查询和高效插入操作的同时，不需要进行复杂的维护和旋转操作，代码实现简单且性能稳定，因此在大部分情况下都可以作为一种优秀的数据结构选项。在实际应用中，跳表还可以进行各种扩展，以更好地适应各种不同领域的需求。
