Bagaimana untuk Mengira Jarak Hamming dengan Cekap pada Rentetan Binari dalam SQL?

Jarak Hamming pada Rentetan Binari dalam SQL

Latar Belakang dan Pernyataan Masalah

Jarak Hamming, konsep asas dalam sains komputer, mengukur perbezaan antara dua rentetan binari dengan mengira bilangan bit yang berbeza. Dalam SQL, adalah perlu untuk mengira jarak Hamming untuk pelbagai tujuan, seperti mencari titik data jiran yang serupa atau terdekat.

Cabaran

Seorang pembangun menghadapi halangan semasa cuba mengira jarak Hamming antara entri dalam lajur binari jadual dan nilai yang dibekalkan. Isunya terletak pada batasan sedia ada bagi pengendali dan fungsi berasaskan integer SQL, yang tidak serasi dengan rentetan binari.

Penyelesaian Diterokai

1. Pendekatan Operasi Subrentetan dan Integer

Pembangun mempertimbangkan untuk memecahkan rentetan binari secara manual kepada subrentetan, menukar setiap satu kepada integer dan mengira jarak Hamming dari segi subrentetan. Walau bagaimanapun, pendekatan ini adalah kompleks, tidak cekap dan tidak elegan.

2. Menyimpan Cincang dalam Berbilang Lajur BIGINT

Penyelidikan seterusnya mendedahkan bahawa menyimpan cincang dalam empat lajur BIGINT, setiap satu mewakili subrentetan 8-bait, mempercepatkan pengiraan jarak Hamming dengan ketara. Pembangun mencipta fungsi tersuai yang menggabungkan jarak Hamming setiap subrentetan.

Pelaksanaan Fungsi

<code class="sql">CREATE FUNCTION HAMMINGDISTANCE(
  A0 BIGINT, A1 BIGINT, A2 BIGINT, A3 BIGINT, 
  B0 BIGINT, B1 BIGINT, B2 BIGINT, B3 BIGINT
)
RETURNS INT DETERMINISTIC
RETURN 
  BIT_COUNT(A0 ^ B0) +
  BIT_COUNT(A1 ^ B1) +
  BIT_COUNT(A2 ^ B2) +
  BIT_COUNT(A3 ^ B3);</code>

Pendekatan ini menunjukkan lebih 100 kali peningkatan prestasi dalam ujian berbanding dengan berasaskan lajur binari pengiraan.

Pendekatan Alternatif dengan Penukaran Rentetan

Dalam pendekatan alternatif, pembangun menukar subrentetan binari kepada nilai perenambelasan, seterusnya menukarkannya kepada perpuluhan, dan kemudian mengira jarak Hamming menggunakan XOR bitwise dan BIT_COUNT. Pendekatan ini, walau bagaimanapun, melibatkan beberapa langkah penukaran, menjadikannya kurang cekap berbanding kaedah berasaskan lajur BIGINT.

Kesimpulan

Penyesuaian dan penggunaan berbilang lajur BIGINT menawarkan penyelesaian yang pantas dan cekap untuk mengira jarak Hamming pada rentetan binari dalam SQL. Pendekatan ini amat berfaedah apabila berurusan dengan set data yang besar, di mana prestasi menjadi kritikal.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana untuk Mengira Jarak Hamming dengan Cekap pada Rentetan Binari dalam SQL?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!