局域网监控其他电脑的设备信息管理 Node.js 跳表算法

class SkipListNode {
  /** 跳表节点构造（存储局域网设备信息） */
  constructor(ip, status, ports) {
    this.ip = ip; // 设备IP（排序键）
    this.status = status; // 设备状态（true=在线，false=离线）
    this.ports = ports; // 占用端口列表
    this.level = 1; // 节点当前最高层级
    this.forward = []; // 各层级的后继节点引用，forward[0]为基础链表
  }
}
class SkipList {
  constructor() {
    this.maxLevel = 16; // 跳表最大支持层级
    this.currentLevel = 1; // 跳表当前最高层级
    this.head = new SkipListNode("0.0.0.0", false, []); // 头节点（哨兵节点）
    // 初始化头节点各层级的后继为null
    for (let i = 0; i < this.maxLevel; i++) {
      this.head.forward[i] = null;
    }
  }
  /** 随机生成节点层高（伯努利试验，50%概率提升层级） */
  randomLevel() {
    let level = 1;
    while (Math.random() < 0.5 && level < this.maxLevel) {
      level++;
    }
    return level;
  }
  /** 插入设备信息（适配局域网监控其他电脑的设备接入场景） */
  insert(ip, status, ports) {
    const update = new Array(this.maxLevel).fill(null); // 记录各层级需更新的前驱节点
    let current = this.head;
    // 从顶层索引向下遍历，找到各层级的前驱节点
    for (let i = this.currentLevel - 1; i >= 0; i--) {
      while (current.forward[i] && current.forward[i].ip < ip) {
        current = current.forward[i];
      }
      update[i] = current;
    }
    // 若IP已存在，更新设备信息（避免重复插入）
    if (current.forward[0] && current.forward[0].ip === ip) {
      current.forward[0].status = status;
      current.forward[0].ports = ports;
      return;
    }
    // 生成新节点层高，更新跳表当前最高层级
    const newLevel = this.randomLevel();
    if (newLevel > this.currentLevel) {
      for (let i = this.currentLevel; i < newLevel; i++) {
        update[i] = this.head;
      }
      this.currentLevel = newLevel;
    }
    // 创建新节点并插入各层级链表
    const newNode = new SkipListNode(ip, status, ports);
    for (let i = 0; i < newLevel; i++) {
      newNode.forward[i] = update[i].forward[i];
      update[i].forward[i] = newNode;
    }
  }
  /** 查询设备信息（支撑局域网监控其他电脑的实时设备查询） */
  search(ip) {
    let current = this.head;
    // 从顶层索引向下遍历，缩小查询范围
    for (let i = this.currentLevel - 1; i >= 0; i--) {
      while (current.forward[i] && current.forward[i].ip < ip) {
        current = current.forward[i];
      }
    }
    // 定位到基础链表，确认IP是否存在
    current = current.forward[0];
    return current && current.ip === ip ? current : null;
  }
  /** 删除设备信息（适配局域网监控其他电脑的设备下线场景） */
  delete(ip) {
    const update = new Array(this.maxLevel).fill(null); // 记录各层级前驱节点
    let current = this.head;
    // 从顶层索引向下遍历，找到各层级前驱节点
    for (let i = this.currentLevel - 1; i >= 0; i--) {
      while (current.forward[i] && current.forward[i].ip < ip) {
        current = current.forward[i];
      }
      update[i] = current;
    }
    // 确认目标节点存在
    current = current.forward[0];
    if (!current || current.ip !== ip) {
      return false; // 未找到目标设备，删除失败
    }
    // 移除各层级的目标节点引用
    for (let i = 0; i < this.currentLevel; i++) {
      if (update[i].forward[i] !== current) break;
      update[i].forward[i] = current.forward[i];
    }
    // 降低跳表当前最高层级（若顶层无节点）
    while (this.currentLevel > 1 && !this.head.forward[this.currentLevel - 1]) {
      this.currentLevel--;
    }
    return true; // 删除成功
  }
  /** IP段查询（适配局域网监控其他电脑的批量设备筛选） */
  rangeQuery(startIp, endIp) {
    const result = [];
    let current = this.head;
    // 定位到起始IP的前序节点
    for (let i = this.currentLevel - 1; i >= 0; i--) {
      while (current.forward[i] && current.forward[i].ip < startIp) {
        current = current.forward[i];
      }
    }
    // 遍历基础链表，收集IP段内的设备
    current = current.forward[0];
    while (current && current.ip <= endIp) {
      result.push({
        ip: current.ip,
        status: current.status,
        ports: current.ports
      });
      current = current.forward[0];
    }
    return result;
  }
}
// 模拟局域网监控其他电脑的设备信息管理场景
const lanMonitorSkipList = new SkipList();
// 1. 添加5台局域网设备
lanMonitorSkipList.insert("192.168.1.10", true, [80, 443]);
lanMonitorSkipList.insert("192.168.1.25", true, [22, 3389]);
lanMonitorSkipList.insert("192.168.1.50", false, [8080]);
lanMonitorSkipList.insert("192.168.1.75", true, [5432]);
lanMonitorSkipList.insert("192.168.1.100", false, [3306]);
console.log("=== 局域网监控其他电脑：设备添加完成 ===");
// 2. 查询指定IP设备（192.168.1.25）
const targetDevice = lanMonitorSkipList.search("192.168.1.25");
console.log("\n=== 局域网监控其他电脑：指定设备查询结果 ===");
console.log(targetDevice ? 
  `IP: ${targetDevice.ip}, 状态: ${targetDevice.status ? "在线" : "离线"}, 占用端口: ${targetDevice.ports.join(",")}` : 
  "未找到目标设备");
// 3. 删除下线设备（192.168.1.50）
const deleteResult = lanMonitorSkipList.delete("192.168.1.50");
console.log("\n=== 局域网监控其他电脑：设备删除结果 ===");
console.log(deleteResult ? "192.168.1.50 设备删除成功（已下线）" : "设备删除失败");
// 4. 查询IP段（192.168.1.1~192.168.1.80）内的在线设备
const rangeDevices = lanMonitorSkipList.rangeQuery("192.168.1.1", "192.168.1.80");
console.log("\n=== 局域网监控其他电脑：IP段设备筛选结果 ===");
rangeDevices.forEach(device => {
  console.log(`IP: ${device.ip}, 状态: ${device.status ? "在线" : "离线"}, 占用端口: ${device.ports.join(",")}`);
});