Apakah penapis mekar PHP dan senario aplikasinya?

Apakah itu PHP bloom filter dan senario aplikasinya?

Pengenalan:
Bloom Filter ialah struktur data yang digunakan untuk menentukan sama ada unsur wujud dalam set. Ia dicirikan oleh kecekapan tinggi, penggunaan memori yang rendah, dan boleh meningkatkan prestasi dengan mengorbankan ketepatan tertentu. Dalam kes jumlah data yang besar, penapis Bloom boleh menentukan dengan cepat sama ada elemen berada dalam set, dengan itu meningkatkan kecekapan pertanyaan.

Prinsip penapis Bloom:
Penapis Bloom terutamanya berdasarkan idea fungsi cincang dan peta bit (BitMap). Mula-mula, anda perlu memulakan peta bit dengan menetapkan semua bit kepada 0 untuk mewakili keadaan awal. Seterusnya, untuk elemen disimpan, petakannya ke dalam berbilang nilai cincang melalui berbilang fungsi cincang, dan tetapkan bit yang sepadan kepada 1. Apabila perlu untuk menentukan sama ada elemen berada dalam set, pelbagai fungsi cincang juga digunakan untuk mendapatkan berbilang nilai cincang, dan bit yang sepadan diperiksa untuk melihat sama ada ia adalah 1. Jika semua bit adalah 1, elemen itu dianggap wujud; jika satu atau lebih bit adalah 0, elemen itu dianggap tidak wujud.

Pelaksanaan PHP:
Dalam PHP, anda boleh menggunakan BitSet库来实现布隆过滤器。首先需要安装BitSet库，可以使用Composer来进行安装：composer require yurunsoft/bitset.

Kemudian mari kita lihat contoh menggunakan penapis Bloom:

<?php
require 'vendor/autoload.php';

use YurunUtilBitSetBitSet;

class BloomFilter
{
    private $bitSet;
    private $hashFuncNum;

    public function __construct($bitSize, $hashFuncNum)
    {
        $this->bitSet = new BitSet($bitSize);
        $this->hashFuncNum = $hashFuncNum;
    }

    public function add($str)
    {
        for ($i = 0; $i < $this->hashFuncNum; $i++) {
            $hashValue = crc32($str . $i) % $this->bitSet->size();
            $this->bitSet->set($hashValue);
        }
    }

    public function contains($str)
    {
        for ($i = 0; $i < $this->hashFuncNum; $i++) {
            $hashValue = crc32($str . $i) % $this->bitSet->size();
            if (!$this->bitSet->get($hashValue)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

// 创建一个布隆过滤器，bit数组长度为1000，使用3个哈希函数
$bf = new BloomFilter(1000, 3);

// 添加元素
$bf->add('apple');
$bf->add('banana');
$bf->add('orange');

// 判断元素是否存在
var_dump($bf->contains('apple'));  // 输出: bool(true)
var_dump($bf->contains('banana')); // 输出: bool(true)
var_dump($bf->contains('orange')); // 输出: bool(true)
var_dump($bf->contains('grape'));  // 输出: bool(false)

Senario aplikasi:
Penapis Bloom digunakan secara meluas dalam senario pertanyaan pantas dengan jumlah data yang besar, seperti:

1. Apabila perlindungan penembusan permintaan cache Apabila mengakses kunci cache yang tidak wujud, anda boleh mula-mula menggunakan penapis Bloom untuk menentukan sama ada kunci itu mungkin wujud dalam cache Jika ia tidak wujud, ia akan dikembalikan secara langsung, mengelakkan operasi pertanyaan yang kerap pada pangkalan data atau storan lain .
2. Penapisan senarai hitam halaman web: Dalam perangkak web, penapis Bloom boleh digunakan untuk menapis halaman web yang telah dirangkak untuk mengelakkan rangkak berulang.
3. Penyahduplikasi URL: Dalam merangkak dan merangkak data, penapis Bloom boleh digunakan untuk menentukan pertindihan bagi mengelakkan daripada merangkak berulang kali pada URL yang sama.
4. Penapisan alamat e-mel: Alamat e-mel spam boleh disimpan dalam penapis Bloom Apabila pengguna mendaftar, penapis Bloom boleh digunakan untuk menentukan sama ada alamat e-mel yang dimasukkan oleh pengguna adalah alamat e-mel spam.

Ringkasan:
Penapis Bloom sangat cekap dan mudah digunakan dalam senario pertanyaan pantas dengan jumlah data yang besar, dan boleh meningkatkan prestasi sistem dengan berkesan. Apabila menggunakan penapis Bloom, anda perlu memilih panjang tatasusunan bit yang sesuai dan bilangan fungsi cincang berdasarkan keperluan perniagaan sebenar untuk mengambil kira prestasi dan ketepatan.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah penapis mekar PHP dan senario aplikasinya?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!