Java多維度數據到唯一ID的哈希映射及前綴查詢
本文探討如何在Java中設計一個哈希映射，實現多維度數據到唯一ID的映射，并支持根據部分維度進行前綴查詢。例如，函數f(a, b, c, …)需要生成一個唯一的ID，且f(a, b) != f(b, a)。 我們還需要能夠查詢以特定維度為前綴的所有映射結果，例如查詢所有以a開頭的映射。
方案：
直接使用單一HashMap難以高效實現前綴查詢。一個更有效的方案是采用樹形結構，例如Trie樹或自定義樹結構，將維度信息作為鍵，唯一ID作為值存儲。
實現步驟：
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- 維度數據結構: 定義一個類表示維度數據，例如：
class Dimension { String a; String b; String c; // ... other dimensions public Dimension(String a, String b, String c) { this.a = a; this.b = b; this.c = c; } // equals() and hashCode() methods for HashMap comparison @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false; Dimension that = (Dimension) obj; return Objects.equals(a, that.a) && Objects.equals(b, that.b) && Objects.equals(c, that.c); } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(a, b, c); } }
- Trie樹結構 (示例): 使用Trie樹存儲維度信息和ID映射。每個節點代表一個維度值，葉子節點存儲唯一ID。
class TrieNode { String value; Map<String, TrieNode> children; String uniqueId; // Store unique ID at leaf nodes public TrieNode(String value) { this.value = value; this.children = new HashMap<>(); } } class Trie { TrieNode root; public Trie() { root = new TrieNode(""); } public void insert(Dimension dim, String uniqueId) { TrieNode node = root; node = insertRecursive(node, dim, uniqueId); } private TrieNode insertRecursive(TrieNode node, Dimension dim, String uniqueId) { if (dim == null) { node.uniqueId = uniqueId; return node; } if (dim.a != null) { node.children.computeIfAbsent(dim.a, k -> new TrieNode(k)); node = node.children.get(dim.a); if (dim.b != null) { node.children.computeIfAbsent(dim.b, k -> new TrieNode(k)); node = node.children.get(dim.b); if (dim.c != null) { node.children.computeIfAbsent(dim.c, k -> new TrieNode(k)); node = node.children.get(dim.c); } } } node.uniqueId = uniqueId; return node; } public List<String> prefixSearch(String prefix) { List<String> result = new ArrayList<>(); TrieNode node = root; for (String part : prefix.split(",")) { if (!node.children.containsKey(part)) { return result; // Prefix not found } node = node.children.get(part); } collectIds(node, result); return result; } private void collectIds(TrieNode node, List<String> result) { if (node.uniqueId != null) { result.add(node.uniqueId); } for (TrieNode child : node.children.values()) { collectIds(child, result); } } }
- 使用示例:
public class Main { public static void main(String[] args) { Trie trie = new Trie(); trie.insert(new Dimension("a", "b", "c"), "u1"); trie.insert(new Dimension("a", "b", "d"), "u2"); trie.insert(new Dimension("x", "y", "z"), "v1"); List<String> results = trie.prefixSearch("a,b"); System.out.println(results); // Output: [u1, u2] results = trie.prefixSearch("a"); System.out.println(results); // Output: [u1, u2] results = trie.prefixSearch("x"); System.out.println(results); // Output: [v1] } }
這個例子展示了如何使用Trie樹實現多維度數據到唯一ID的映射和前綴查詢。 你可以根據實際需求調整維度數據結構和Trie樹的實現細節。 對于非常大的數據集，考慮使用更高級的數據結構和算法來優化性能。 例如，可以考慮使用數據庫索引來加速查詢。
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