C++ 进阶：哈希、位图与布隆过滤器的海量数据处理

位图

位图概念

1. 面试题 给 40 亿个不重复的无符号整数，未排序。给定一个无符号整数，如何快速判断该数是否在这 40 亿个数中？【腾讯】

   • 遍历：时间复杂度 O(N)
   • 排序后二分查找：时间复杂度 O(logN)

2. 位图概念 所谓位图，就是用每一位来存放某种状态，适用于海量数据且数据无重复的场景，通常用来判断某个数据是否存在。

位图解决思路 数据是否在给定的整形数据中，结果是在或者不在，刚好是两种状态，可以使用一个二进制比特位来代表数据是否存在的信息。如果二进制比特位为 1，代表存在；为 0 代表不存在。

位图的实现

namespace bit {
template<size_t N>
class bitset {
public:
    bitset(size_t bitCount) : _bit((bitCount >> 5) + 1), _bitCount(bitCount) {}

    // 将 which 比特位置 1
    void set(size_t which) {
        if (which > _bitCount) return;
        size_t index = (which >> 5);
        size_t pos = which % 32;
        _bit[index] |= (1 << pos);
    }

    // 将 which 比特位置 0
    void reset(size_t which) {
        if (which > _bitCount) return;
        size_t index = (which >> 5);
         pos = which % ;
        _bit[index] &= ~( << pos);
    }

    
    {
         (which > _bitCount)  ;
         index = (which >> );
         pos = which % ;
         _bit[index] & ( << pos);
    }

    
    {  _bitCount; }

    
    {
         bitCntTable[] = {
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , ,
            , , , , , , , , , , , , , , , 
        };
         size = _bit.();
         count = ;
         ( i = ; i < size; ++i) {
             value = _bit[i];
             j = ;
             (j < (_bit[])) {
                  c = value;
                count += bitCntTable[c];
                ++j;
                value >>= ;
            }
        }
         count;
    }

:
    vector<> _bit;
     _bitCount;
};

{
    bitset<100> bs1;
    bs();
    bs();
    bs();
     ( i = ; i < ; i++) {
         (bs(i)) {
            cout << i <<  <<  << endl;
        }  {
            cout << i <<  <<  << endl;
        }
    }
    bs();
    bs();
    cout << endl << endl;
     ( i = ; i < ; i++) {
         (bs(i)) {
            cout << i <<  <<  << endl;
        }  {
            cout << i <<  <<  << endl;
        }
    }
    
    
}

< N>
  {
:
    {
        
         (_bs(x) ==  && _bs(x) == ) {
            _bs(x);
        }   (_bs(x) ==  && _bs(x) == ) {
            
            _bs(x);
            _bs(x);
        }
    }

    {
         (_bs(x) ==  && _bs(x) == ) {
             ;
        }
         ;
    }

:
    bitset<N> _bs1;
    bitset<N> _bs2;
};

{
     a[] = { , , , , , , , , , , , , , , , ,  };
    two_bit_set<> bs;
     ( e : a) {
        bs.(e);
    }
     ( i = ; i < ; i++) {
         (bs.(i)) {
            cout << i << endl;
        }
    }
}

{
     a1[] = { , , , , , , , , , , , , , , , ,  };
     a2[] = { , , , , , , ,  };
    bitset<100> bs1;
    bitset<100> bs2;
     ( e : a1) {
        bs(e);
    }
     ( e : a2) {
        bs(e);
    }
     ( i = ; i < ; i++) {
         (bs(i) && bs(i)) {
            cout << i << endl;
        }
    }
}
}