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布隆过滤器:一种低空间成本的判断元素是否存在的方式_使用布隆过滤器判断元素是否存在

使用布隆过滤器判断元素是否存在

简介

布隆过滤器(BloomFilter)是一种用于判断元素是否存在的方式,它的空间成本非常小,速度也很快。

但是由于它是基于概率的,因此它存在一定的误判率,它的Contains()操作如果返回true只是表示元素可能存在集合内,返回false则表示元素一定不存在集合内。因此适合用于能够容忍一定误判元素存在集合内的场景,比如缓存。

它一秒能够进行上百万次操作(主要取决于哈希函数的速度),并且1亿数据在误判率1%的情况下,只需要114MB内存。

原理

数据结构

布隆过滤器的数据结构是一个位向量,也就是一个由0、1所组成的向量(下面是一个初始向量):

 

添加

每个元素添加进布隆过滤器前,都会经过多个不同的哈希函数,计算出不同的哈希值,然后映射到位向量上,也就是对应的位上面置1:

 

判断存在

判断元素是否存在也是如上图流程,根据哈希函数映射的位置,判断所有映射位置是否都为1,如果是则元素可能存在,否则元素一定不存在。

由于不同的值通过哈希函数之后可能会映射到相同的位置,因此如果一个不存在的元素对应地位位置都被其他元

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