斐波那契散列和hashMap实践

适合的场景:抽奖(游戏、轮盘、活动促销等等)

如果有不对的地方,欢迎指正!

HashMap实现数据散列:

配置项目,引入pom.xml:

<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.58</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-lang3</artifactId>
<version>3.8</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>cn.hutool</groupId>
<artifactId>hutool-all</artifactId>
<version>5.8.5</version>
</dependency>

前置条件:

  1. 存放数组:128位
  2. 100个数据进行散列
  3. 若有hash冲突,使用拉链法

首先,初始化100个随机数,这里采用雪花算法snowFlake,采用灵活注解引用,声明为Component,

简单了解下SnowFlake工具类实现方式:

import com.example.containstest.containsTestDemo.mapper.FileNameAndType;
import com.example.containstest.containsTestDemo.mapper.FileNameInsertMapper;
import com.example.containstest.containsTestDemo.pojo.DatagenertionDao;
import com.example.containstest.containsTestDemo.pojo.FileNameType;
import com.example.containstest.containsTestDemo.utils.SnowFlake;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest; import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
@Component
public class SnowFlake implements IIdGenerator { private Snowflake snowflake; @PostConstruct
public void init(){
// 0 ~ 31 位,可以采用配置的方式使用
long workerId;
try {
workerId = NetUtil.ipv4ToLong(NetUtil.getLocalhostStr());
}catch (Exception e){
workerId = NetUtil.getLocalhostStr().hashCode();
}
workerId = workerId >> 16 & 31;
long dataCenterId = 1L;
snowflake = IdUtil.createSnowflake(workerId,dataCenterId);
} @Override
public long nextId() {
return snowflake.nextId();
}
}

循环100,取其随机数保存列表中:

List<String> list = new ArrayList<>();
//保存idx和重复的值
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
for(int i = 0; i < 101; i++){
list.add(String.valueOf(snowFlake.nextId()));
}

创建数据散列到的数组大小,这里取128

//定义要存放的数组 模拟初始化为128
String[] res = new String[128];

遍历保存的数组,计算出当前数值的hash值,然后到数组对应的下标处对应;

  1. 为空。当前key赋值到该数组下标值
  2. 不为空,表示hash冲突,这里采用字符串拼接模拟碰撞后使用的拉链法
  3. map存储对应idxkey
  4. 对重复的散列的值进行排序输出
for(String key : list){
//计算hash值,未使用扰动函数
int idx = key.hashCode() & (res.length - 1);
log.info("key的值{},idx的值{}",key,idx);
if(null == res[idx]){
res[idx] = key;
continue;
}
res[idx] = res[idx] +"->" + key;
map.put(idx,res[idx]);
}
//排序
mapSort(map);

map排序:

private void mapSort(Map<Integer, String> map) {
// 按照Map的键进行排序
Map<Integer, String> sortedMap = map.entrySet().stream()
.sorted(Map.Entry.comparingByKey())
.collect(
Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
Map.Entry::getValue,
(oldVal, newVal) -> oldVal,
LinkedHashMap::new
)
);
log.info("====>HashMap散列算法碰撞数据:{}",JSON.toJSONString(sortedMap));
}

未使用扰动函数HashMap散列输出结果展示:

{
28: "1596415617815183397->1596415617815183430",
29: "1596415617815183398->1596415617815183431",
30: "1596415617815183399->1596415617815183432",
59: "1596415617815183363->1596415617815183440",
60: "1596415617815183364->1596415617815183441",
61: "1596415617815183365->1596415617815183442",
62: "1596415617815183366->1596415617815183443",
63: "1596415617815183367->1596415617815183400->1596415617815183444",
64: "1596415617815183368->1596415617815183401->1596415617815183445",
65: "1596415617815183369->1596415617815183402->1596415617815183446",
66: "1596415617815183403->1596415617815183447",
67: "1596415617815183404->1596415617815183448",
68: "1596415617815183405->1596415617815183449",
90: "1596415617815183373->1596415617815183450",
91: "1596415617815183374->1596415617815183451",
92: "1596415617815183375->1596415617815183452",
93: "1596415617815183376->1596415617815183453",
94: "1596415617815183377->1596415617815183410->1596415617815183454",
95: "1596415617815183378->1596415617815183411->1596415617815183455",
96: "1596415617815183379->1596415617815183412->1596415617815183456",
97: "1596415617815183413->1596415617815183457",
98: "1596415617815183414->1596415617815183458",
99: "1596415617815183415->1596415617815183459",
121: "1596415617815183383->1596415617815183460",
125: "1596415617815183387->1596415617815183420",
126: "1596415617815183388->1596415617815183421",
127: "1596415617815183389->1596415617815183422"
}

针对上述代码,修改int idx = key.hashCode() & (res.length - 1);为下面:

int idx =  (res.length - 1) & (key.hashCode() ^ (key.hashCode() >>> 16));

使用扰动函数HashMap散列输出结果展示:

{
44: "1596518378456121344->1596518378456121388",
67: "1596518378460315650->1596518378460315694",
72: "1596518378456121351->1596518378456121395",
73: "1596518378456121350->1596518378456121394",
83: "1596518378456121345->1596518378456121389",
92: "1596518378460315651->1596518378460315695",
93: "1596518378460315652->1596518378460315696"
}

从对比结果可以看到,加入扰动函数后hash碰撞减少了很多。

斐波那契散列算法

前置条件:

  1. 生成模拟数据:随机且不重复的100个数
  2. 声明散列数组:大小128
  3. 若有hash冲突,保存map,方便数据查看

静态变量声明:

//黄金分割点
private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
private static int range = 100;

按照惯例,初始化数组,模拟数据;

List<Integer> listThreadLocal = new ArrayList<>();

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
//定义要存放的数组 模拟初始化为128
Integer[] result = new Integer[128];
result = getNumber(range);
//...... //-----方法
/**
* 随机生成100以内不重复的数
* @param total
* @return
*/
public static Integer[] getNumber(int total){
Integer[] NumberBox = new Integer[total]; //容器A
Integer[] rtnNumber = new Integer[total]; //容器B for (int i = 0; i < total; i++){
NumberBox[i] = i; //先把N个数放入容器A中
}
Integer end = total - 1; for (int j = 0; j < total; j++){
int num = new Random().nextInt(end + 1); //取随机数
rtnNumber[j] = NumberBox[num]; //把随机数放入容器B
NumberBox[num] = NumberBox[end]; //把容器A中最后一个数覆盖所取的随机数
end--; //缩小随机数所取范围
}
return rtnNumber; //返回int型数组
}

遍历模拟的数据,通过源码阅读,可以找到new ThreadLocal<String>().set("xbhog");

注意点,threadLocal实现主要是在ThreadLoacalMap中

//2
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
//4 默认值0
private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
//3步骤使用
private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; //3
private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
} //key和len是外部传入 1
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

可以看到每次计算哈希值的时候,都会加一次HASH_INCREMENT黄金分割点,来更好的散列数据,然后模拟该操作:代码如下

for(int i = 0; i < listThreadLocal.size(); i++){
hashCode = listThreadLocal.get(i) * HASH_INCREMENT + HASH_INCREMENT;
Integer idx = (hashCode & 127);
log.info("key的值{},idx的值{}",listThreadLocal.get(i),idx);
if(null == result[idx]){
result[idx] = listThreadLocal.get(i);
continue;
}
String idxInRes = map.get(idx);
String idxInRess = idxInRes + "->" + listThreadLocal.get(i);
map.put(idx,idxInRess);
}

进行冲突后重复值排序

//map排序
if(CollectionUtil.isEmpty(map)){
log.info("斐波那契额散列数据集:{}",JSON.toJSONString(result));
System.out.println("===》无重复数据,不需要排序");
return;
}
mapSort(map);

使用斐波那契散列算法输出结果展示:

斐波那契额散列数据集:38,15,29,22,55,86,70,64,47,32,67,7,60,85,97,95,58,46,14,83,12,72,18,96,36,20,76,59,6,33,50,30,23,42,81,31,66,71,82,61,53,84,41,45,74,63,89,77,90,16,8,37,1,62,65,99,51,78,91,39,5,57,27,56,44,13,92,25,0,24,80,3,94,26,40,34,73,35,88,2,87,11,93,54,69,68,10,17,43,48,19,9,79,21,98,52,4,28,75,49]
===》无重复数据,不需要排序

由上我们可以看到,没有重复的数据,全部比较完美的散列到不同的地方。

参考文章:

https://blog.csdn.net/qq_26327971/article/details/104757316

https://juejin.cn/post/6844903985808146439

https://juejin.cn/user/3913917126415166

斐波那契散列算法和hashMap实践的更多相关文章

  1. yield和python(如何生成斐波那契數列)

    您可能听说过,带有 yield 的函数在 Python 中被称之为 generator(生成器),何谓 generator ? 我们先抛开 generator,以一个常见的编程题目来展示 yield ...

  2. 【Java算法學習】斐波那契數列問題-兔子產子經典問題

    /** * 用遞推算法求解斐波那契數列:Fn = Fn-2 +Fn-1; */ import java.util.*; public class Fibonacci { public static v ...

  3. Python初学者笔记:打印出斐波那契数列的前10项

    问题:斐波那契数列(意大利语: Successione di Fibonacci),又称黄金分割数列.费波那西数列.费波拿契数.费氏数列,指的是这样一个数列:0.1.1.2.3.5.8.13.21.- ...

  4. 斐波那契数列—Java

    斐波那契数列想必大家都知道吧,如果不知道的话,我就再啰嗦一遍, 斐波那契数列为:1 2 3 5 8 13 ...,也就是除了第一项和第二项为1以外,对于第N项,有f(N)=f(N-1)+f(N-2). ...

  5. 矩阵快速幂--51nod-1242斐波那契数列的第N项

    斐波那契额数列的第N项 斐波那契数列的定义如下: F(0) = 0 F(1) = 1 F(n) = F(n - 1) + F(n - 2) (n >= 2) (1, 1, 2, 3, 5, 8, ...

  6. golang 斐波那契数

    golang 斐波那契数 package main import "fmt" /* 斐波那契数,亦称之为斐波那契数列(意大利语: Successione di Fibonacci) ...

  7. 利用python实现二分法和斐波那契序列

    利用python实现二分法:我的实现思路如下 1.判断要查找的值是否大于最大值,如果大于则直接返回False 2.判断要查找的值是否小于最小值,如果小于则直接返回False 3.如果要查找的值在最大值 ...

  8. 洛谷P1720 月落乌啼算钱 题解 斐波那契数列/特征方程求解

    题目链接:https://www.luogu.com.cn/problem/P1720 题目描述: 给你一个公式 ,求对应的 \(F_n\) . 解题思路: 首先不难想象这是一个斐波那契数列,我们可以 ...

  9. 一些代码 I (斐波那契、for...else...、try和return、classmethod、统计个数)

    1. 斐波那契 from itertools import islice def fib(): a, b = 0, 1 while True: yield a a, b = b, a+b print ...

  10. 从零开始学习PYTHON3讲义(六)for循环跟斐波那契数列

    <从零开始PYTHON3>第六讲 几乎但凡接触过一点编程的人都知道for循环,在大多数语言的学习中,这也是第一个要学习的循环模式. 但是在Python中,我们把for循环放到了while循 ...

随机推荐

  1. vscode主题开发

    vscode主题开发教程 https://blog.csdn.net/Suwanqing_su/article/details/105945290 个人配置结果 主题代码 到Vscode放插件的目录中 ...

  2. UE4自动打包工具编写

    在UE的开发中,有些项目需要针对不同版本出不同的包,并有一个对应的GUI界面,供大家使用. 1.插件编写 先使用UE4自己的插件模板创建插件,做成插件形式 然后注册Slate UI,编写打开逻辑.并在 ...

  3. Sublime Text简单使用方法

    一.新建和保存文件 一.点击文件,选择新建文件或者快捷键Ctrl+N 二.另存文件,选择保存位置,这里项目的命名以.py为后缀 二.保存代码 快捷键Ctrl+S,上方文字出现小圆点表示未保存 三.运行 ...

  4. docker学习笔记一-docker安装与卸载

    环境查看 # 1 查询当前centOS的版本,官方要求版本为7以上 uname -r 查询系统内核 cat /etc/os-release 系统版本 安装 # 1.卸载旧版本 yum remove d ...

  5. bat脚本关闭、等待时间、启动程序、

    @echo off ::关闭/杀死进程 @taskkill /f /IM Hos.exe ::等待10秒 start /min /w mshta vbscript:setTimeout("w ...

  6. [报错]-RuntimeError: Input type (torch.cuda.HalfTensor) and weight type (torch.cuda.FloatTensor) should be the same

    RuntimeError: Input type (torch.cuda.HalfTensor) and weight type (torch.cuda.FloatTensor) should be ...

  7. 第一个Django应用 - 第五部分:测试

    一.自动化测试概述 什么是自动化测试 测试是一种例行的.不可缺失的工作,用于检查你的程序是否符合预期. 测试可以划分为不同的级别.一些测试可能专注于小细节(比如某一个模型的方法是否会返回预期的值?), ...

  8. 使用Filebeat传送多行日志

    文章转载自:https://blog.csdn.net/UbuntuTouch/article/details/106272704 在解决应用程序问题时,多行日志为开发人员提供了宝贵的信息. 堆栈跟踪 ...

  9. C语言:类型存储

    类型存储 char: 可能为signed char 或 unsigned char ,根据编译器不同实现不同.占位一个字节.Signed char取值范围为-128~127, unsigned cha ...

  10. flutter系列之:深入理解布局的基础constraints

    目录 简介 Tight和loose constraints 理解constraints的原则 总结 简介 我们在flutter中使用layout的时候需要经常对组件进行一些大小的限制,这种限制就叫做c ...