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一、布隆过滤器的简介
二、布隆过滤器的实现
2.1 - BloomFilter.h
2.2 - test.cpp
一、布隆过滤器的简介
布隆过滤器（Bloom Filter）是由 Burton Howard Bloom 在 1970 年提出的一种紧凑型的、比较巧妙的概率型数据结构（probabilistic data structure），特点是高效地插入和查询，可以用来告诉你 "某样东西一定不存在或者可能存在"。
布隆过滤器的原理：当插入一个数据时，通过 K 个哈希函数将这个数据映射到位图结构中的 K 个比特位，并把它们都置为 1。检索时，如果 K 个比特位中的任何一个为 0，则被检索的数据一定不存在；如果都为 1，则被检索的数据可能存在（之所以说 "可能" 是误差的存在）。
二、布隆过滤器的实现
2.1 - BloomFilter.h
#pragma once
#include "bitset.h"
#include <string>
namespace yzz
{struct BKDRHash{size_t operator()(const std::string& str){size_t hash = 0;for (const char& ch : str){hash = hash * 131 + ch;}return hash;}};
struct APHash{size_t operator()(const std::string& str){size_t hash = 0;for (size_t i = 0; i < str.size(); ++i){size_t ch = str[i];if ((i & 1) == 0)hash ^= (hash << 7) ^ ch ^ (hash >> 3);elsehash ^= (~(hash << 11)) ^ ch ^ (hash >> 5);}return hash;}};
struct DJBHash{size_t operator()(const std::string& str){size_t hash = 5381;for (const char& ch : str){hash = hash * 33 ^ ch;}return hash;}};
template<size_t N, class K = std::string, class Hash1 = BKDRHash, class Hash2 = APHash, class Hash3 = DJBHash>class BloomFilter{public:void set(const K& key){_bs.set(Hash1()(key) % N);_bs.set(Hash2()(key) % N);_bs.set(Hash3()(key) % N);}
bool test(const K& key) const{if (_bs.test(Hash1()(key) % N) == 0)return false;if (_bs.test(Hash2()(key) % N) == 0)return false;if (_bs.test(Hash3()(key) % N) == 0)return false;return true;}private:bitset<N> _bs;};
}各种字符串Hash函数 - clq - 博客园 (cnblogs.com)。
注意：传统的布隆过滤器不支持删除操作，因为删除一个数据，可能同时删除了其它数据，例如：
删除
"dantezhao"的同时，也删除了"yyj"。Counting Bloom Filter 的出现，解决了上述问题，它将 Bloom Filter 的位数组的每一位扩展为一个小的计数器（Counter）。插入数据时，给对应的 K（K 为哈希函数的个数）个 Counter 的值分别加 1；删除数据时，给对应的 K 个 Counter 的值分别减 1。Counting Bloom Filter 通过多占用几倍的存储空间的代价，给 Bloom Filter 增加了删除操作。
2.2 - test.cpp
#include "BloomFilter.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{yzz::BloomFilter<100> bf;bf.set("唐三藏");bf.set("白龙马");bf.set("孙悟空");bf.set("猪八戒");cout << bf.test("唐三藏") << endl; // 1cout << bf.test("白龙马") << endl; // 1cout << bf.test("孙悟空") << endl; // 1cout << bf.test("猪八戒") << endl; // 1cout << bf.test("沙悟净") << endl; // 0return 0;
}
