通过放宽参数约束扩展布隆过滤器的适用性

如今，键值存储被广泛用于可扩展的数据存储。在这种环境中，布隆过滤器（BF）作为一种高效的概率数据结构用于表示键集合。它们允许进行集合成员查询且无误报，并且通过正确选择主要参数——BF 的长度、用于将元素映射到数组索引的哈希函数数量以及插入的元素数量——可以优化假阳性率。然而，哈希函数的数量被限制为整数值，并且 BF 的长度通常选择为 2 的幂，以便使用二进制算术进行高效的取模运算。在本文中，我们通过提出有理布隆过滤器放宽了这些约束，该过滤器允许非整数数量的哈希函数。这为已知要插入的元素数量优化了零值比例。基于此，我们构建了可变尺寸块 BF，以允许灵活的过滤器长度，特别是对于大型过滤器，且具有高效计算。