关于HashCode与其系数31

来源：互联网发布：模板安全计算软件编辑：程序博客网时间：2024/05/22 08:15

首先我们来了解一下hashcode，什么是hashcode？有什么作用？

hashcode其实就是散列码，hashcode使用高效率的哈希算法来定位查找对象！

我们在使用容器来存储数据的时候会计算一串散列码，然后将数据放入容器。

如：String s =“java”,那么计算机会先计算散列码，然后放入相应的数组中，数组的索引就是从散列码计算来的，然后再装入数组里的容器里，如List.这就相当于把你要存的数据分成了几个大的部分，然后每个部分存了很多值，你查询的时候先查大的部分，再在大的部分里面查小的，这样就比先行查询要快很多！

一个对象的HashCode就是一个简单的Hash算法的实现,虽然它和那些真正的复杂的Hash算法相比还不能叫真正的算法,但如何实现它,不仅仅是程序员的编程水平问题, 而是关系到你的对象在存取时性能的非常重要的问题.有可能,不同HashCode可能会使你的对象存取产生成百上千倍的性能差别！

java String在打印这个类型的实例对象的时候总是显示为下面的形式

test.Test$tt@c17164

上面test.Test是类名$tt是我自己写的内部类，而@后面这一段是什么呢？他其实就是tt这个实例类的hashcode的16进制！

它使用了Object 里面的toString()方法

Java代码：

return getClass().getName() + “@” + Integer.toHexString(hashCode());

继续看看java里 String hashcode的源码：

[java] view plain copy

print?

public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 && value. length > 0) {
char val[] = value;
for ( int i = 0; i < value. length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}

    public int hashCode() {        int h = hash;        if (h == 0 && value. length > 0) {            char val[] = value;            for ( int i = 0; i < value. length; i++) {                h = 31 * h + val[i];            }            hash = h;        }        return h;    }

其实上面的实现也就是数学表达式的实现：

Java代码

s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]

s[i]是string的第i个字符，n是String的长度。

这个怎么算出来的呢？

看一下这个步骤吧(参考上面的源码，进行for循环，然后写下每步)：

[java] view plain copy

print?

String str = "abcd";
h = 0
value.length = 4
val[0] = a
val[1] = b
val[2] = c
val[3] = d
h = 31*0 + a
= a
h = 31 * (31*0 + a) + b
= 31 * a + b
h = 31 * (31 * (31*0 + a) + b) + c
= 31 * (31 * a + b) + c
= 31 * 31 * a + 31 * b + c
h = 31 * (31 * 31 * a + 31 * b + c) + d
= 31 * 31 * 31 * a + 31 * 31 * b + 31 * c + d
h = 31 ^ (n-1) * val[0] + 31 ^ (n-2) * val[1] + 31 ^ (n-3) * val[2] + ...+ val[n-1]

String str = "abcd";h = 0value.length = 4val[0] = aval[1] = bval[2] = cval[3] = dh = 31*0 + a  = ah = 31 * (31*0 + a) + b  = 31 * a + bh = 31 * (31 * (31*0 + a) + b) + c  = 31 * (31 * a + b) + c  = 31 * 31 * a + 31 * b + ch = 31 * (31 * 31 * a + 31 * b + c) + d  = 31 * 31 * 31 * a + 31 * 31 * b + 31 * c + d h = 31 ^ (n-1) * val[0] + 31 ^ (n-2) * val[1] + 31 ^ (n-3) * val[2] + ...+ val[n-1]

我们会注意那个狗血的31这个系数为什么总是在里面乘来乘去？为什么不适用32或者其他数字？

大家都知道，计算机的乘法涉及到移位计算。当一个数乘以2时，就直接拿该数左移一位即可！选择31原因是因为31是一个素数！

所谓素数：

质数又称素数。指在一个大于1的自然数中，除了1和此整数自身外，没法被其他自然数整除的数。

在存储数据计算hash地址的时候，我们希望尽量减少有同样的hash地址，所谓“冲突”。如果使用相同hash地址的数据过多，那么这些数据所组成的hash链就更长，从而降低了查询效率！所以在选择系数的时候要选择尽量长(31 = 11111[2])的系数并且让乘法尽量不要溢出(如果选择大于11111的数，很容易溢出)的系数，因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的“冲突”就越少，查找起来效率也会提高。

31可以由i*31== (i<<5)-1来表示，现在很多虚拟机里面都有做相关优化，使用31的原因可能是为了更好的分配hash地址，并且31只占用5bits！

在java乘法中如果数字相乘过大会导致溢出的问题，从而导致数据的丢失.

而31则是素数（质数）而且不是很长的数字，最终它被选择为相乘的系数的原因不过与此！

0 0