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什麼是布隆過濾器

機率數據結構

布隆過濾器是一種機率數據結構,它使用一個很長的二進制向量和一系列隨機映射函式(哈希函式)來判斷一個元素是否屬於某個集合。當元素被加入集合時,通過K個散列函式將這個元素映射到二進制向量中的K個點,並將這些點設定為1。在檢索時,如果這些點都是1,則元素可能存在於集合中;如果有任何一個點是0,則元素一定不在集合中。布隆過濾器有一定的誤判機率,即可能會錯誤地認為某個元素存在於集合中,但不會錯誤地認為元素不在集合中。

布隆過濾器的優點是空間效率和查詢時間效率較高,適用於大數據集的成員資格測試。它的缺點是存在一定的誤識別率,即有可能錯誤地認為某個元素存在於集合中,以及不支持刪除已添加的元素。

布隆過濾器可以套用於多種場景,如垃圾郵件地址過濾、瀏覽器檢測釣魚網站、防快取穿透攻擊等。在使用布隆過濾器之前,通常需要評估預期添加元素的最大數量和對錯誤結果的容忍程度,以確定最佳的布隆過濾器長度和哈希函式數量。

布隆過濾器是由布隆在1970年提出的,它的原理是通過哈希函式將元素映射到位數組中的特定位置,並將這些位置設定為1。檢索時,如果所有映射的位置都是1,則認為元素可能存在;如果有任何一個位置是0,則元素一定不存在。布隆過濾器在處理大量數據時具有優勢,但需要注意的是它的誤判機率與位數組的大小、已添加元素的數量和哈希函式的數量有關。