[发明专利]基于布谷哈希和布隆过滤器的Hash建表方法

摘要

本发明涉及基于布谷哈希和布隆过滤器的Hash建表方法。本发明将存储空间划分为m个组，每组包含一个存储表和n个过滤表，每个过滤表对应一个Hash函数，共有m*n个不同的Hash函数；另外选取m*n个不同的Hash函数备用；定义一个max_insert值，如果对某次输入数据的操作次数超过所述max_insert值，则表示填表失败。本发明提供的建表方法，有效地提高了空间利用率，利于在有限的硬件存储空间上进行设计开发。且不限制m的取值，m可以取任意设计者认为合适的值，相对于很多传统Hash建表方法来说，具有更高的灵活性。同时，本发明消除了对Hash函数选取的限制，更加易用。

主权项

1.基于布谷哈希和布隆过滤器的Hash建表方法，其特征在于，所述方法将存储空间划分为m个组，每组包含一个存储表和n个过滤表，即共有m个存储表，对应为ST(1)、ST(2)…存储表ST(m)；共有m*n个过滤表，对应为FT(11)、FT(12)…FT(1n)，FT(21)、FT(22)…FT(2n)，…，FT(m1)、FT(m2)…FT(mn)；所述存储表的长度为2k，宽度为k比特；所述过滤表的长度为2k，宽度为1比特；每个过滤表对应一个Hash函数，共有m*n个不同的Hash函数，分别为hash(11)、hash(12)…hash(1n)，hash(21)、hash(22)…hash(2n)，…，hash(m1)、hash(m2)…hash(mn)；所述Hash函数用于把输入的数据转换为k比特的定长数据，不同的Hash函数输出数据的长度相同、数值不同；另外选取m*n个不同的Hash函数备用；定义一个max_insert值，如果对某次输入数据的操作次数超过所述max_insert值，则表示填表失败；包括以下步骤：步骤1：初始化所有表项为0；步骤2：对于每一个输入Hash_Input，使用第一组Hash函数计算其在存储表1中的插入位置ST(1)[addr(1i)]，i∈[1,n]，插入存储表1中，如果没有踢出数据，就对下一个输入执行步骤2，如果踢出了数据，执行步骤3；步骤3：将踢出数据变为新的Hash_Input，使用第二组Hash函数计算出其在存储表2中的插入位置ST(2)[addr(2i)]，i∈[1,n]，插入存储表2中，如果没有踢出数据，就对下一个输入执行步骤2，如果踢出了数据，执行步骤4；步骤4：将原存于ST(2)[addr(2n)]中的数据变为新的Hash_Input，并依此法继续处理，若至ST(m)依然没有填充成功，将Hash_Input填入ST(m)[addr(mn)]中，将原存于ST(m)[addr(mn)]中的数据作为新的Hash_Input，执行步骤2；步骤5：如果步骤2‑步骤4重复的次数超过max_insert，则表示无法填充表项，使用备用的Hash函数替换现有Hash函数，执行步骤1；如果已经替换过Hash函数，则建表失败。