下面的方法是我對海量數據的處理方法進行了一個一般性的總結，當然這些方法可能并不能完全覆蓋所有的問題，但是這樣的一些方法也基本可以處理絕大多數遇到的問題。下面的一些問題基本直接來源于公司的面試筆試題目，方法不一定最優，如果你有更好的處理方法，歡迎與我討論。 

1.Bloom filter 

適用范圍：可以用來實現數據字典，進行數據的判重，或者集合求交集 

基本原理及要點： 

對 于原理來說很簡單，位數組+k個獨立hash函數。將hash函數對應的值的位數組置1，查找時如果發現所有hash函數對應位都是1說明存在，很明顯這 個過程并不保證查找的結果是100%正確的。同時也不支持刪除一個已經插入的關鍵字，因為該關鍵字對應的位會牽動到其他的關鍵字。所以一個簡單的改進就是 counting Bloom filter，用一個counter數組代替位數組，就可以支持刪除了。 

還有一個比較重要的問題，如 何根據輸入元素個數n，確定位數組m的大小及hash函數個數。當hash函數個數k=(ln2)*(m/n)時錯誤率最小。在錯誤率不大于E的情況 下，m至少要等于n*lg(1/E)才能表示任意n個元素的集合。但m還應該更大些，因為還要保證bit數組里至少一半為0，則m應 該>=nlg(1/E)*lge 大概就是nlg(1/E)1.44倍(lg表示以2為底的對數)。 

舉個例子我們假設錯誤率為0.01，則此時m應大概是n的13倍。這樣k大概是8個。 

注意這里m與n的單位不同，m是bit為單位，而n則是以元素個數為單位(準確的說是不同元素的個數)。通常單個元素的長度都是有很多bit的。所以使用bloom filter內存上通常都是節省的。 

擴展： 

Bloom filter將集合中的元素映射到位數組中，用k（k為哈希函數個數）個映射位是否全1表示元素在不在這個集合中。Counting bloom filter（CBF）將位數組中的每一位擴展為一個counter，從而支持了元素的刪除操作。Spectral Bloom Filter（SBF）將其與集合元素的出現次數關聯。SBF采用counter中的最小值來近似表示元素的出現頻率。 

問題實例：給你A,B兩個文件，各存放50億條URL，每條URL占用64字節，內存限制是4G，讓你找出A,B文件共同的URL。如果是三個乃至n個文件呢？ 

根 據這個問題我們來計算下內存的占用，4G=2^32大概是40億*8大概是340億，n=50億，如果按出錯率0.01算需要的大概是650億個bit。 現在可用的是340億，相差并不多，這樣可能會使出錯率上升些。另外如果這些urlip是一一對應的，就可以轉換成ip，則大大簡單了。 

2.Hashing 

適用范圍：快速查找，刪除的基本數據結構，通常需要總數據量可以放入內存 

基本原理及要點： 

hash函數選擇，針對字符串，整數，排列，具體相應的hash方法。 

碰撞處理，一種是open hashing，也稱為拉鏈法；另一種就是closed hashing，也稱開地址法，opened addressing。 

擴展： 

d-left hashing中的d是多個的意思，我們先簡化這個問題，看一看2-left hashing。2-left hashing指的是將一個哈希表分成長度相等的兩半，分別叫做T1和T2，給T1和T2分別配備一個哈希函數，h1和h2。在存儲一個新的key時，同 時用兩個哈希函數進行計算，得出兩個地址h1[key]和h2[key]。這時需要檢查T1中的h1[key]位置和T2中的h2[key]位置，哪一個 位置已經存儲的（有碰撞的）key比較多，然后將新key存儲在負載少的位置。如果兩邊一樣多，比如兩個位置都為空或者都存儲了一個key，就把新key 存儲在左邊的T1子表中，2-left也由此而來。在查找一個key時，必須進行兩次hash，同時查找兩個位置。 

問題實例： 

1).海量日志數據，提取出某日訪問百度次數最多的那個IP。 

IP的數目還是有限的，最多2^32個，所以可以考慮使用hash將ip直接存入內存，然后進行統計。 

3.bit-map 

適用范圍：可進行數據的快速查找，判重，刪除，一般來說數據范圍是int的10倍以下 

基本原理及要點：使用bit數組來表示某些元素是否存在，比如8位電話號碼 

擴展：bloom filter可以看做是對bit-map的擴展 

問題實例： 

1)已知某個文件內包含一些電話號碼，每個號碼為8位數字，統計不同號碼的個數。 

8位最多99 999 999，大概需要99m個bit，大概10幾m字節的內存即可。 

2)2.5億個整數中找出不重復的整數的個數，內存空間不足以容納這2.5億個整數。 

將bit-map擴展一下，用2bit表示一個數即可，0表示未出現，1表示出現一次，2表示出現2次及以上?；蛘呶覀儾挥?bit來進行表示，我們用兩個bit-map即可模擬實現這個2bit-map。

轉載自：finereport愛好者論壇