后端架构师技术图谱-分布式和算法(二)

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数据结构

队列

集合

链表、数组

字典、关联数组

二叉树

每个节点最多有两个叶子节点。

完全二叉树

  • 《完全二叉树》
    • 叶节点只能出现在最下层和次下层,并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树。

平衡二叉树

左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。

二叉查找树(BST)

二叉查找树(Binary Search Tree),也称有序二叉树(ordered binary tree),排序二叉树(sorted binary tree)。

红黑树

B-,B+,B*树

MySQL是基于B+树聚集索引组织表

LSM 树

LSM(Log-Structured Merge-Trees)和 B+ 树相比,是牺牲了部分读的性能来换取写的性能(通过批量写入),实现读写之间的。
Hbase、LevelDB、Tair(Long DB)、nessDB 采用 LSM 树的结构。LSM可以快速建立索引。

  • 《LSM树 VS B+树》

    • B+ 树读性能好,但由于需要有序结构,当key比较分散时,磁盘寻道频繁,造成写性能。
    • LSM 是将一个大树拆分成N棵小树,先写到内存(无寻道问题,性能高),在内存中构建一颗有序小树(有序树),随着小树越来越大,内存的小树会flush到磁盘上。当读时,由于不知道数据在哪棵小树上,因此必须遍历(二分查找)所有的小树,但在每颗小树内部数据是有序的。
  • 《LSM树(Log-Structured Merge Tree)存储引擎》

    • 极端的说,基于LSM树实现的HBase的写性能比MySQL高了一个数量级,读性能低了一个数量级。
    • 优化方式:Bloom filter 替代二分查找;compact 小数位大树,提高查询性能。
    • Hbase 中,内存中达到一定阈值后,整体flush到磁盘上、形成一个文件(B+数),HDFS不支持update操作,所以Hbase做整体flush而不是merge update。flush到磁盘上的小树,定期会合并成一个大树。

BitSet

经常用于大规模数据的排重检查。

常用算法

排序、查找算法

选择排序

冒泡排序

插入排序

快速排序

归并排序

希尔排序

TODO

堆排序

计数排序

桶排序

基数排序

按照个位、十位、百位、...依次来排。

二分查找

Java 中的排序工具

布隆过滤器

常用于大数据的排重,比如email,url 等。
核心原理:将每条数据通过计算产生一个指纹(一个字节或多个字节,但一定比原始数据要少很多),其中每一位都是通过随机计算获得,在将指纹映射到一个大的按位存储的空间中。注意:会有一定的错误率。
优点:空间和时间效率都很高。
缺点:随着存入的元素数量增加,误算率随之增加。

字符串比较

KMP 算法

KMP:Knuth-Morris-Pratt算法(简称KMP)
核心原理是利用一个“部分匹配表”,跳过已经匹配过的元素。

深度优先、广度优先

贪心算法

回溯算法

剪枝算法

动态规划

朴素贝叶斯

推荐算法

最小生成树算法

最短路径算法

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