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Redis中的雙數(shù)組字典：讓數(shù)據(jù)更快速存取
成都創(chuàng)新互聯(lián)始終堅(jiān)持【策劃先行，效果至上】的經(jīng)營理念，通過多達(dá)十多年累計(jì)超上千家客戶的網(wǎng)站建設(shè)總結(jié)了一套系統(tǒng)有效的營銷推廣解決方案，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)的客戶，其中包括：混凝土攪拌罐等企業(yè)，備受客戶贊譽(yù)。
Redis是一個(gè)開源的鍵值對存儲(chǔ)系統(tǒng)，其快速的讀寫性能和豐富的數(shù)據(jù)類型支持在互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景中廣泛應(yīng)用。而其中的雙數(shù)組字典是Redis中非常重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以使得數(shù)據(jù)更快速地存儲(chǔ)和存取。
什么是雙數(shù)組字典？
了解一下什么是字典。字典（即哈希表）是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以支持常數(shù)時(shí)間內(nèi)的查找、插入和刪除操作。
雙數(shù)組字典是一種特殊的字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過雙數(shù)組實(shí)現(xiàn)了字典的基本操作。雙數(shù)組字典采用雙數(shù)組這種高效的壓縮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，以此實(shí)現(xiàn)了字典的高效存儲(chǔ)和存取。
為什么雙數(shù)組字典快速？
1. 雙數(shù)組的壓縮存儲(chǔ)方式
雙數(shù)組采用了壓縮存儲(chǔ)的方式，可以將可能出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)在一個(gè)連續(xù)的數(shù)組中，避免了指針操作和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。
2. 明確定位
通過雙數(shù)組字典的存儲(chǔ)和查詢方式，我們可以明確地知道一個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，即雙數(shù)組中的某個(gè)下標(biāo)。這種明確定位的方式可以提高數(shù)據(jù)訪問的效率。
3. Cache-friendly
雙數(shù)組字典是Cache-friendly的，也就是說，由于它是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，它的訪問模式可以更好地適應(yīng)現(xiàn)代 CPU 的緩存行結(jié)構(gòu)，提高存儲(chǔ)和訪問的效率。
實(shí)現(xiàn)思路
雙數(shù)組字典可以建立在Trie樹的基礎(chǔ)上，而Trie樹可以由三個(gè)部分構(gòu)成：節(jié)點(diǎn)類型，指向子節(jié)點(diǎn)的指針以及存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)中的值。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以看作是一個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移可以是字符級(jí)的，也可以是單詞級(jí)的，這就得益于Trie樹可以支持前綴匹配查詢。
在雙數(shù)組字典中，我們對每個(gè)節(jié)點(diǎn)都添加一個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)初始值為-1，表示這是一個(gè)非終止?fàn)顟B(tài)。如果一個(gè)字符是有效字符，那么它在字典序序列中的順序是固定的，我們只需要記錄這個(gè)順序即可，在雙數(shù)組字典中，每個(gè)字符有兩個(gè)對應(yīng)的狀態(tài)，分別表示在該節(jié)點(diǎn)一單詞的結(jié)尾和在該節(jié)點(diǎn)一單詞的中間，這種方式可以將一個(gè)字符映射到兩個(gè)狀態(tài)中，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約空間的存儲(chǔ)方式。
代碼實(shí)現(xiàn)
Redis中雙數(shù)組字典的實(shí)現(xiàn)是基于C語言，代碼結(jié)構(gòu)比較清晰。在代碼實(shí)現(xiàn)過程中，主要分為三個(gè)部分：
1.初始化雙數(shù)組
定義了一個(gè)叫做bi的局部變量，調(diào)用了crawlDict()函數(shù)，初始化了該字典中的雙數(shù)組。
2.添加節(jié)點(diǎn)
在添加節(jié)點(diǎn)的過程中，首先需要使用Trie樹的方式對鍵進(jìn)行遍歷，得出該鍵在Trie樹中的路徑和目標(biāo)位置。然后，我們需要找到一個(gè)叫做base的數(shù)組，其保存了一個(gè)整數(shù)序列，這個(gè)序列中，每個(gè)整數(shù)表示節(jié)點(diǎn)在雙數(shù)組中的下標(biāo)或大小。
對于base數(shù)組來說，其中的元素要么是負(fù)數(shù)，要么是一個(gè)大于0的正數(shù)。負(fù)數(shù)代表當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是單詞的結(jié)尾，在base數(shù)組中對應(yīng)的值即為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處的雙數(shù)組下標(biāo)加1并取反。而正數(shù)則代表當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是單詞的結(jié)尾，在base數(shù)組中對應(yīng)的值即為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處的下標(biāo)值。
在添加節(jié)點(diǎn)時(shí)，我們需要按照雙數(shù)組字典的算法，判斷一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否可用。也就是說，需要判斷該節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)和后一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否可用。如果可用，我們就將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)直接放入對應(yīng)的位置。如果不可用，我們就需要使用連鎖輸入的方式，將另外的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)位置，然后再將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)放入對應(yīng)位置。
3.查詢節(jié)點(diǎn)
在查詢節(jié)點(diǎn)的過程中，我們需要使用Trie樹的方式對鍵進(jìn)行遍歷，得出該鍵在Trie樹中的路徑和目標(biāo)位置。然后，我們需要找到base數(shù)組，然后通過計(jì)算下標(biāo)查找對應(yīng)的值，根據(jù)值的正負(fù)來判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否符合要求，最終返回對應(yīng)的值。
總結(jié)
雙數(shù)組字典是Redis中非常重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過雙數(shù)組實(shí)現(xiàn)了字典的基本操作，可以使得數(shù)據(jù)更快速地存儲(chǔ)和存取。它的高效存儲(chǔ)和訪問方式得益于雙數(shù)組的壓縮存儲(chǔ)、明確定位和Cache-friendly的特點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)過程中，我們需要清楚地理解雙數(shù)組字典的實(shí)現(xiàn)思路，并且需要對代碼做一些詳盡的調(diào)試和測試。
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當(dāng)前名稱：Redis中的雙數(shù)組字典讓數(shù)據(jù)更快速存取（redis的雙數(shù)組字典）
文章出自：http://www.5511xx.com/article/cdeijpo.html
