2024-09-05

以下是一个简单的哈希表实现示例,使用了开放地址法中的线性探测再散列技术:




#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
#define HASH_TABLE_SIZE 256
 
typedef struct HashNode {
    char *key;
    char *value;
    struct HashNode *next;
} HashNode;
 
typedef struct HashTable {
    HashNode *nodes[HASH_TABLE_SIZE];
} HashTable;
 
unsigned int hash(const char *key) {
    unsigned int hash_value = 0;
    while (*key) {
        hash_value = (hash_value << 5) - hash_value + (unsigned char)(*key++);
    }
    return hash_value % HASH_TABLE_SIZE;
}
 
HashTable *create_hash_table() {
    HashTable *table = (HashTable *)malloc(sizeof(HashTable));
    if (table == NULL) {
        return NULL;
    }
    memset(table, 0, sizeof(HashTable));
    return table;
}
 
int hash_table_insert(HashTable *table, const char *key, const char *value) {
    if (table == NULL || key == NULL || value == NULL) {
        return -1;
    }
    unsigned int key_hash = hash(key);
    HashNode *node = table->nodes[key_hash];
 
    while (node != NULL && strcmp(node->key, key) != 0) {
        node = node->next;
    }
 
    if (node == NULL) {
        node = (HashNode *)malloc(sizeof(HashNode));
        if (node == NULL) {
            return -1;
        }
        node->key = strdup(key);
        node->value = strdup(value);
        node->next = table->nodes[key_hash];
        table->nodes[key_hash] = node;
    } else {
        free(node->value);
        node->value = strdup(value);
    }
 
    return 0;
}
 
char *hash_table_search(HashTable *table, const char *key) {
    if (table == NULL || key == NULL) {
        return NULL;
    }
    unsigned int key_hash = hash(key);
    HashNode *node = table->nodes[key_hash];
 
    while (node != NULL && strcmp(node->key, key) != 0) {
        node = node->next;
    }
 
    return node ? node->value : NULL;
}
 
// 示例用法
int main() {
    HashTable *table = create_hash_table();
    if (table == NULL) {
        return -1;
    }
 
    hash_table_insert(table, "name", "John");
    hash_table_insert(table, "age", "30");
    hash_table_insert(table, "city", "New York");
 
    char *value = hash_table_search(table, "name");
    if (value) {
2024-09-04

在数据库管理系统中,为了提高查询和插入操作的性能,我们可以使用分段哈希表(Partial Hash Table, PHT)。PHT是一种减少冲突的哈希表实现,通常用于大并发插入和查询的场景。

以下是一个简单的PHT实现的例子:




#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <mutex>
 
template<typename K, typename V>
class PartialHashTable {
private:
    // 分段数组,每个段是一个独立的哈希表
    std::vector<std::unordered_map<K, V>> segments;
    // 保护每个段的互斥锁数组
    std::vector<std::mutex> segmentMutexes;
 
    // 哈希函数,将键分散到不同的段中
    size_t Hash(const K& key) {
        // 简单的哈希函数示例
        return std::hash<K>()(key) % segments.size;
    }
 
public:
    // 构造函数,初始化分段数组和互斥锁数组
    PartialHashTable(size_t numSegments) {
        segments.resize(numSegments);
        segmentMutexes.resize(numSegments);
    }
 
    // 插入或更新键值对
    void InsertOrUpdate(const K& key, const V& value) {
        size_t segmentIndex = Hash(key);
        std::lock_guard<std::mutex> lock(segmentMutexes[segmentIndex]);
        segments[segmentIndex][key] = value;
    }
 
    // 查询键对应的值
    V Find(const K& key) {
        size_t segmentIndex = Hash(key);
        std::lock_guard<std::mutex> lock(segmentMutexes[segmentIndex]);
        auto it = segments[segmentIndex].find(key);
        if (it != segments[segmentIndex].end()) {
            return it->second;
        }
        return V(); // 如果未找到,返回空值或抛出异常
    }
 
    // 删除键及其对应的值
    void Remove(const K& key) {
        size_t segmentIndex = Hash(key);
        std::lock_guard<std::mutex> lock(segmentMutexes[segmentIndex]);
        segments[segmentIndex].erase(key);
    }
};

这个PHT实现中,我们使用了一个vector来存储多个unordered_map,每个unordered_map代表一个段。通过使用一个对应的mutex数组来保护各段的数据不被并发访问时破坏结构。InsertOrUpdateFindRemove方法中,我们首先通过哈希函数定位到键应该在哪个段,然后使用lock_guard来锁定对应的互斥锁,并在锁的保护下执行相应的操作。这样可以在保持数据结构一致性的同时,提供较高的并发性能。

2024-09-04

Redis 的 Hash 数据结构可以存储键值对集合,与 Python 中的字典类似。Redis 的 Hash 实际上是字典的字典,外层字典的 key 是用户定义的名字,内层字典存储实际的键值对数据。

在 Redis 中,一个 Hash 可以通过以下命令操作:

  • HSET key field value:设置字段的值。
  • HGET key field:获取字段的值。
  • HMSET key field1 value1 [field2 value2]:同时设置多个字段的值。
  • HMGET key field1 [field2]:获取多个字段的值。
  • HGETALL key:获取在 Hash 中的所有字段和值。
  • HKEYS key:获取 Hash 中的所有字段名。
  • HVALS key:获取 Hash 中的所有值。
  • HEXISTS key field:检查字段是否存在。
  • HSETNX key field value:只有当字段不存在时,设置字段的值。
  • HINCRBY key field increment:将字段的值增加指定的整数。
  • HDEL key field1 [field2]:删除一个或多个字段。

以下是使用 Redis 命令操作 Hash 的 Python 示例代码:




import redis
 
# 连接到 Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
 
# 设置 Hash 字段
r.hset('myhash', 'field1', 'value1')
 
# 获取 Hash 字段
value = r.hget('myhash', 'field1')
print(value.decode('utf-8'))  # 输出: value1
 
# 设置多个 Hash 字段
r.hmset('myhash', {'field2': 'value2', 'field3': 'value3'})
 
# 获取多个 Hash 字段
values = r.hmget('myhash', 'field2', 'field3')
print([value.decode('utf-8') for value in values])  # 输出: ['value2', 'value3']
 
# 获取 Hash 中的所有字段和值
all_fields_and_values = r.hgetall('myhash')
print({key.decode('utf-8'): value.decode('utf-8') for key, value in all_fields_and_values.items()})
 
# 获取 Hash 中的所有字段
fields = r.hkeys('myhash')
print([field.decode('utf-8') for field in fields])
 
# 获取 Hash 中的所有值
values = r.hvals('myhash')
print([value.decode('utf-8') for value in values])
 
# 检查字段是否存在
exists = r.hexists('myhash', 'field1')
print(exists)  # 输出: True
 
# 只有当字段不存在时,设置字段的值
r.hsetnx('myhash', 'field1', 'new_value1')
 
# 将字段的值增加
r.hincrby('myhash', 'field3', 5)
 
# 删除一个或多个字段
r.hdel('myhash', 'field1', 'field2')

以上代码演示了如何在 Python 中使用 Redis 的 Hash 数据结构。需要注意的是,在实际应用中,你可能需要使用 Redis 的客户端库,如 redis-py,来与 Redis 服务器进行交互。

2024-09-04

hash/crc32 包提供了用于计算CRC32校验和的函数。CRC32是一种常用的错误检测机制,特别适合于数据传输错误的检测。

以下是使用hash/crc32包进行CRC32校验的示例代码:




package main
 
import (
    "fmt"
    "hash/crc32"
)
 
func main() {
    // 要计算CRC32的数据
    data := []byte("Hello, CRC32!")
 
    // 使用IEEE多项式生成CRC32校验和
    crcTable := crc32.MakeTable(crc32.IEEE)
    checksum := crc32.Checksum(data, crcTable)
 
    fmt.Printf("CRC32: %x\n", checksum)
}

在这个例子中,我们首先导入了hash/crc32包,并定义了一个主函数。我们创建了一个字节切片data,包含了我们想要计算CRC32的数据。然后我们调用crc32.MakeTable函数创建了一个查表,该查表基于IEEE多项式。最后,我们使用crc32.Checksum函数计算了data的CRC32校验和,并打印出结果。

2024-09-04

hash/fnv 包提供了 FNV-1 和 FNV-1a 哈希算法的实现。FNV 是一种非常快速的哈希算法,适用于生成哈希值以用于数据的快速比较和索引。

以下是使用 hash/fnv 包的基本示例:




package main
 
import (
    "fmt"
    "hash/fnv"
)
 
func main() {
    // 创建一个FNV-1哈希器
    h := fnv.New32()
 
    // 写入数据到哈希器
    _, err := h.Write([]byte("hello world"))
    if err != nil {
        panic(err)
    }
 
    // 获取哈希值
    hashValue := h.Sum32()
 
    fmt.Printf("FNV-1 Hash of 'hello world' is: %v\n", hashValue)
}

这段代码创建了一个新的 FNV-1 哈希器,将字符串 "hello world" 写入哈希器,然后获取并打印出该字符串的哈希值。Sum32 方法返回最终的32位哈希值。

fnv.New32() 创建一个 FNV-1 哈希器,返回一个新的哈希.Hash接口的实例。Write 方法用于将数据写入哈希器,Sum32 方法在数据写入完成后,计算并返回最终的32位哈希值。如果数据比较大,可以多次调用 Write 方法。最终的哈希值可以通过 Sum 方法获取,传入一个参数表示返回的哈希值的字节切片长度。

2024-09-04

Redis的哈希(Hash)是一种用于存储键值对集合的数据类型,其中键与哈希之间是一对一的关系。哈希特别适合用于存储对象,因为它可以将一个大的对象拆分成多个小的键值对,从而减少内存使用和提高操作效率。

哈希的主要命令包括:

  • HSET key field value:设置哈希表中指定字段的值。
  • HGET key field:获取存储在哈希表中指定字段的值。
  • HMSET key field1 value1 [field2 value2]:同时设置多个字段的值。
  • HMGET key field1 [field2]:获取所有给定字段的值。
  • HGETALL key:获取在哈希表中指定key的所有字段和值。
  • HDEL key field1 [field2]:删除一个或多个哈希表字段。
  • HEXISTS key field:检查哈希表中是否存在指定字段。
  • HKEYS key:获取所有哈希表中的字段。
  • HVALS key:获取哈希表中所有字段的值。
  • HLEN key:获取哈希表中字段的数量。

下面是使用Redis哈希的Python示例代码:




import redis
 
# 连接Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
 
# 设置哈希值
r.hset('user:1000', 'name', 'John')
r.hset('user:1000', 'email', 'john@example.com')
 
# 获取哈希值
name = r.hget('user:1000', 'name')
email = r.hget('user:1000', 'email')
 
# 打印获取的值
print(name.decode('utf-8'))  # John
print(email.decode('utf-8'))  # john@example.com
 
# 批量设置哈希值
r.hmset('user:1000', {'name': 'Jane', 'email': 'jane@example.com'})
 
# 批量获取哈希值
user_info = r.hmget('user:1000', 'name', 'email')
for info in user_info:
    print(info.decode('utf-8'))  # Jane, jane@example.com
 
# 获取哈希表的所有字段和值
full_user_info = r.hgetall('user:1000')
for key, value in full_user_info.items():
    print(key.decode('utf-8'), value.decode('utf-8'))
 
# 删除哈希表中的字段
r.hdel('user:1000', 'name')
 
# 检查字段是否存在
has_email = r.hexists('user:1000', 'email')
print(has_email)  # True
 
# 获取哈希表字段数量
field_count = r.hlen('user:1000')
print(field_count)  # 1
 
# 获取哈希表中的所有字段
fields = r.hkeys('user:1000')
print(fields)  # ['email']
 
# 获取哈希表中的所有值
values = r.hvals('user:1000')
print(values)  # ['jane@example.com']

在实际应用中,哈希适合用于存储对象的属性,例如用户的个人信息、产品的详细信息等。通过将一个对象的多个属性存储在Redis的一个哈希结构中,可以减少内存的使用并提高数据的查询效率。

2024-09-04

Redis中的hash类型是一个string类型的field和value的映射表,适用于存储小型结构化数据。

下面是一些基本命令的示例:




# 设置hash字段的值
HSET myhash field1 "Hello"

# 获取hash字段的值
HGET myhash field1

# 同时设置多个hash字段的值
HMSET myhash field1 "Hello" field2 "World"

# 获取多个hash字段的值
HMGET myhash field1 field2

# 获取hash中的所有字段和值
HGETALL myhash

# 检查hash中是否存在指定的字段
HEXISTS myhash field1

# 删除hash中的一个或多个字段
HDEL myhash field1

# 获取hash中字段的数量
HLEN myhash

# 获取hash中的所有字段
HKEYS myhash

# 获取hash中的所有值
HVALS myhash

这些命令提供了操作Redis hash类型的基本方法。在实际应用中,可以使用hash来存储对象的属性,例如用户的ID作为key,用户的各种属性作为field,这样可以方便地更新和查询用户信息。

2024-09-03

Redis 是一个开源的使用 C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value 数据库,并提供多种语言的 API。

Redis 支持的五种数据结构分别是:String、List、Set、ZSet(Sorted Set)、Hash。

  1. String

String 是最简单的类型,你可以理解成与 Memcached 一模一个的类型。一个 key 对应一个 value,其上支持的操作与 Memcached 类似。

常用命令:




# 设置 key-value
SET key value
 
# 获取 key 对应的 value
GET key
 
# 删除 key
DEL key
 
# 修改 key 对应的 value
SET key new_value
 
# 在 key 对应的原有 value 基础上追加内容
APPEND key new_content
  1. List

List 是一个双向链表结构,可以在其头部和尾部添加删除元素。

常用命令:




# 在 key 对应的 list 头部添加元素
LPUSH key value1 [value2]
 
# 在 key 对应的 list 尾部添加元素
RPUSH key value1 [value2]
 
# 获取 key 对应的 list 中的所有元素
LRANGE key start stop
 
# 获取 key 对应的 list 的长度
LLEN key
 
# 获取 key 对应的 list 的头部元素
LPOP key
 
# 获取 key 对应的 list 的尾部元素
RPOP key
  1. Set

Set 是一个无序的集合,其中的元素都是唯一的。

常用命令:




# 添加一个或多个成员到 key 对应的 set 集合中
SADD key member1 [member2]
 
# 获取 key 对应的 set 集合中的所有成员
SMEMBERS key
 
# 获取 key 对应的 set 集合中的成员的数量
SCARD key
 
# 判断 member 元素是否是 key 对应的 set 集合的成员
SISMEMBER key member
 
# 从 key 对应的 set 集合中移除一个或多个成员
SREM key member1 [member2]
  1. ZSet(Sorted Set)

ZSet 是一个有序的集合,每个元素都会关联一个 double 类型的分数,通过这个分数来对元素进行从小到大的排序。

常用命令:




# 添加一个或多个成员,以及其分数到 key 对应的 zset 集合中
ZADD key [NX|XX] [CH] [INCR] score1 member1 [score2 member2]
 
# 获取 key 对应的 zset 集合中的所有成员
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
 
# 获取 key 对应的 zset 集合中的成员的数量
ZCARD key
 
# 获取 key 对应的 zset 集合中的成员的分数
ZSCORE key member
 
# 移除 key 对应的 zset 集合中的一个或多个成员
ZREM key member [member...]
  1. Hash

Hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,适用于存储小型的数据表。

常用命令:




# 设置 key 对应的 hash 中指定字段的值
HSET key field value
 
# 获取 key 对应的 hash 中的所有字段和值
HGETALL key
 
# 获取 key 对应的 hash 中的指定字段的
2024-09-03

解释:

Redis Cluster 是 Redis 的分布式版本,其数据被分布在不同的节点上。为了保证数据均匀分布在不同的节点上,Redis Cluster 采用了哈希槽(hash slot)的概念,其中每个节点负责维护一定数量的哈希槽。当你尝试对不属于同一个哈希槽的键执行操作时(例如:使用 MGET, MSET 等操作跨多个键时),Redis 会返回 CROSSSLOT Keys in request don‘t hash to the same slot 错误。

解决方法:

  1. 使用哈希标签:将相关的键通过使用 {key}:{tag} 的方式来确保它们落在同一个哈希槽中。
  2. 对键进行哈希计算并重新分配:如果键必须分布在不同的节点上,那么需要手动将这些键分配到正确的节点上。
  3. 使用单个键操作:对于需要执行的操作,尽量使用单个键,而不是多个键,以避免跨槽问题。
  4. 使用 Redis 的集群命令:Redis 提供了一些集群命令,如 {},可以用来处理多键操作,这些命令会自动处理跨槽问题。

具体使用哪种方法取决于你的应用需求和数据分布需求。

2024-09-03

HashMap是Java集合框架中的一个重要类,它实现了Map接口,用于存储键值对。HashMap内部通过哈希表实现,可以快速地根据键进行数据的查找、添加和删除。

以下是HashMap的一些实现要点:

  1. 存储:当我们试图将一个键值对添加到HashMap中时,HashMap会计算键对象的哈希码,并确定它在内部数组中的存储位置。如果两个键的哈ash码相同,它们会被放入同一个桶(bucket)中,作为链表的一部分。
  2. 查询:要查找HashMap中的元素,我们会计算键的哈希码,并查找内部数组的指定位置。如果该位置包含多个元素,我们会通过比较键对象来查找正确的键值对。
  3. 扩容:当HashMap中的元素数量超过阈值时,它会创建一个更大的数组,并将所有元素重新映射到新的数组中。

以下是一个简单的示例,展示了如何使用HashMap:




import java.util.HashMap;
 
public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个HashMap实例
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
 
        // 添加元素
        map.put(1, "Apple");
        map.put(2, "Banana");
        map.put(3, "Cherry");
 
        // 查询元素
        String fruit = map.get(2);
        System.out.println(fruit); // 输出: Banana
 
        // 遍历HashMap
        for (Integer key : map.keySet()) {
            System.out.println(key + ": " + map.get(key));
        }
    }
}

在这个例子中,我们创建了一个HashMap实例,并添加了三个键值对。然后我们通过键来查询值,并遍历了HashMap中的所有元素。这展示了HashMap的基本用法。