证明与计算(4): 完美散列函数(Perfect Hash function)

时间:2021-06-26 23:43:57

原文:wiki: 完美散列函数

假设,写一个SQL语句解析器,词法分析对SQL语句解析,把语句分成了多个token,一般这个时候会需要查询这个token是否是一个关键字token。

例如keywords表和tokens表分别如下:

keywords = ["AS", "FROM", "INSERT", "SELECT", "WHERE"];
tokens = [As, From, Insert, Select, Where];

查询代码:

 let token_raw = "FROM";
let index = keywords.binary_search(token_raw);
let token = tokens[index];

这个地方查询index的时候,keywords是一个有序数组,做了二分查询,算法复杂度是O(log(N)),由于SQL语句里有大量的关键字,解析的时候会有大量这样的查询,显然这是一个可以优化的点,一种简单的做法是把keywords做成哈希表,这可以让查询速度接近O(1)。

但只是接近O(1)还是不够的,由于关键字是已知的,是固定长度的,有一种叫做“完美哈希函数”的算法,可以对固定长度的集合S,生成一个专用的哈希函数,这个哈希函数可以把S映射到一个对应长度的整数集合I,这个哈希映射的性质是:没有碰撞!使用完美哈希,可以使得上述查询速度完美为O(1)。

PGSQL和SQLite的实现里分别有采用这个策略。

[1] https://zh.wikipedia.org/wiki/完美散列

[2] http://ilan.schnell-web.net/prog/perfect-hash/

[3] https://www.postgresql.org/message-id/flat/E1ghOVt-0007os-2V%40gemulon.postgresql.org

[4] https://sqlite.org/src/artifact/1f7f2ac1d9f262c0

[5] https://news.ycombinator.com/item?id=18879185

手工同步到微博:幻灰龙:Proof&Compute

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