手写布隆过滤器 第一场第一镜

随着最后一缕春风拂过，空气中弥漫起了夏天的味道，又该滚去学习了。 最近在学习Redis，发现了一个好玩的东西叫布隆过滤器。但是个人水平又不足以研究源码，那我就本身写一个简单的玩玩。

原理

请原谅个人班门弄斧。我认为布隆过滤器就是用来判断key是否存在的，基于位图。有一个特色是，若是我说key不存在，那么您能够彻底信任我，若是我说key存在，您可能就要掂量一下啦。恩恩，具体说来就是来了一个key，咱们对其进行n次不一样的hash，生成n个bit的索引，在位图里将这几个bit置成1，再来了另外一个key，对其进行相同的hash，看看生成的索引对应的bit是否都为1，都为1即为（可能）存在，反之（必定）不存在。至于为何会出现这种不许确的状况，能够去google一下，比我讲得清楚多了。

开工

首先，咱们须要一个位图，既然决定纯手写，那就从0开始DIY了。 老爷请上码：

type BM int64
//用切片来充当位图，切片的每一个位与二级制位方向正好相反
type BitMap struct {
	BitSlice []BM
	BitNum uint
}
//求一个BM的bit数，确定有更好的计算方法
var bmBitNum = uint(unsafe.Sizeof(BM(1)) * 8)

//n为须要的bit数
func NewBitMap(n int) *BitMap {
	//计算须要几个元素bit才可以
	bitNum := uint(n) / bmBitNum + 1
	return &BitMap {
		BitSlice : make([]BM,bitNum,bitNum),
		BitNum : uint(n),
	}
}
//n为位图的索引
func (bm *BitMap) Set (n uint) {
	if n > bm.BitNum {
		return
	}
	//求出应该是切片的第几个元素
	byteIndex := n / bmBitNum
	//求出是此元素的第几个bit
	bitIndex := n % bmBitNum
	//经过位运算将该bit置成1
	bm.BitSlice[byteIndex] |= BM(uint(1) << bitIndex)
}
//一样的思路去找所在bit是否已经被置成1
func (bm *BitMap) Get (n uint) bool{
	if n > bm.BitNum {
		return false
	}
	byteIndex := n / bmBitNum
	bitIndex := n % bmBitNum
	return (bm.BitSlice[byteIndex] & BM(uint(1) << bitIndex)) != 0
}
复制代码

OK，就这样咱们完成了一个简单的位图。至于之后的各类优化只能等我水平高一些来再续前缘了。 有了位图就能够搞布隆过滤器了。 老弟来了：

//这里的两个切片是用来hash的，mod里最大的质数为101，我准备用3个hash生成3个bit，hash事后生成的最大的bit为101。
var cap = []uint{7, 11, 13}
var mod = []uint{31, 37, 101}
//刚刚手写的位图派上用场了
type BloomFilter struct {
	BitMap   *bitMap.BitMap
}
//n依旧为须要的位数
func NewBloomFilter(n int) *BloomFilter {
	return &BloomFilter {
		BitMap:bitMap.NewBitMap(n),
	}
}
//通过3次hash
func (bf BloomFilter) Set(value string) {
	for i := 0; i < len(cap); i++ {
		bf.BitMap.Set(hash(value,i))
	}
}

//一样规则的三次hash判是否存在
func (bf BloomFilter) Exist(value string) bool {
	for i := 0; i < len(cap); i++ {
		if !bf.BitMap.Get(hash(value,i)) {
			return false
		}
	}
	return true
}

//我本身写的hash算法，浓浓的乡土气息。等我再学习一段时间确定能搞一个更好的！
func hash(s string,index int) uint {
	bit := uint(1)
	for i := 0; i < len(s); i++ {
		bit = (bit * cap[index] + (uint(s[i] - 'a') + uint(1))) % mod[index]
	}
	return bit
}
复制代码

好了，就是这样。其实我只是想说，学习任何东西，要从原理抓起，要疯狂地实践。不要拿半路转行的码农不当程序员哦。

最后，分享一个公众号吧，叫作算法梦想家，来跟我一块儿玩算法，玩音乐，聊聊文学创做，我们一块儿天马行空！