数据结构与算法Day38----位图

一、网页爬虫:

1、工作原理:

  通过解析已经爬取页面中的网页链接,然后再爬取这些链接对应的网页。

2、去重原因:

  由于同一个网页链接有可能被包含在多个页面中,这就会导致爬虫在爬取的过程中,重复爬取相同的网页。因此需要去重。

二、位图(BitMap):

1、概念:

  用一个位(bit)来标记某个数据的存放状态,由于采用了位为单位来存放数据,所以节省了大量的空间。举个具体的例子,在Java中一般一个int数字要占用32位,如果能用一位就表示这个数,就可以缩减大量的存储空间。一般把这种方法称为位图法,即Bitmap。

2、实现代码:

//char类型存储数字的时候,只占2个字节,也就是16位
public class BitMap {
    private char[] bytes;
    private int nbits;

    public BitMap(int nbits) {
        this.nbits = nbits;
        this.bytes = new char[nbits/16+1];
    }

    public void set(int k) {
        if (k > nbits) return;
        int byteIndex = k / 16;
        int bitIndex = k % 16;
        bytes[byteIndex] |= (1 << bitIndex);
    }

    public boolean get(int k) {
        if (k > nbits) return false;
        int byteIndex = k / 16;
        int bitIndex = k % 16;
        return (bytes[byteIndex] & (1 << bitIndex)) != 0;
    }
}

3、布隆过滤器:

<1>、基本思想:

  当一个元素被加入集合时,通过K个散列函数将这个元素映射成一个位数组中的K个点,把它们置为1。检索时,我们只要看看这些点是不是都是1就(大约)知道集合中有没有它了:如果这些点有任何一个0,则被检元素一定不在;如果都是1,则被检元素很可能在。这就是布隆过滤器的基本思想。
  使用K个哈希函数,对同一个数字进行求哈希值,那会得到K个不同的哈希值,分别记作X_{1}X_{2}X_{3}, …, X_{K}。把这K个数字作为位图中的下标,将对应的BitMap[X_{1}], BitMap[X_{2}], BitMap[X_{3}], …, BitMap[X_{K}]都设置成true,也就是说,用K个二进制位,来表示一个数字的存在。当要查询某个数字是否存在的时候,用同样的K个哈希函数,对这个数字求哈希值,分别得到Y_{1}Y_{2}Y_{3}, …, Y_{K}。看这K个哈希值,对应位图中的数值是否都为true,如果都是true,则说明,这个数字存在,如果有其中任意一个不为true,那就说明这个数字不存在。

<2>、存在问题:

  容易误判:


误判特点:
  只会对存在的情况有误判。如果某个数字经过布隆过滤器判断不存在,那说明这个数字真的不存在,不会发生误判;如果某个数字经过布隆过滤器判断存在,这个时候才会有可能误判,有可能并不存在。不过,只要调整哈希函数的个数、位图大小跟要存储数字的个数之间的比例,那就可以将这种误判的概率降到非常低。

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