String的hashcode(java)

hashCode就是我們所說的散列碼，使用hashCode算法可以幫助我們進行高效率的查找，例如HashMap，說hashCode之前，先來看看Object類。

Java程序中所有類的直接或間接父類，處於類層次的最高點。在Object類里定義了很多我們常見的方法，包括我們要講的hashCode方法，如下

Java代碼  

1. public final native Class<?> getClass();  
2. public native int hashCode();  
3. public boolean equals(Object obj) {  
4.   return (this == obj);  
5. }   
6. public String toString() {  
7.  return getClass().getName() + "@" +  Integer.toHexString(hashCode());  
8. }  

在 java的很多類中都會重寫equals和hashCode方法，這是為什么呢？最常見的String類，比如我定義兩個字符相同的字符串，那么對它們進 行比較時，我想要的結果應該是相等的，如果你不重寫equals和hashCode方法，他們肯定是不會相等的，因為兩個對象的內存地址不一樣。

String類的重寫的hashCode方法

Java代碼  

1. public int hashCode() {  
2.     int h = hash;  
3.     if (h == 0) {  
4.         int off = offset;  
5.         char val[] = value;  
6.         int len = count;  
7.   
8.             for (int i = 0; i < len; i++) {  
9.                 h = 31*h + val[off++];  
10.             }  
11.             hash = h;  
12.         }  
13.         return h;  
14.     }  

 

1、這段代碼究竟是什么意思？

其實這段代碼是這個數學表達式的實現

Java代碼  

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

s[i] 是string的第i個字符，n是String的長度。那為什么這里用31，而不是其它數呢?《Effective Java》是這樣說的：之所以選擇31，是因為它是個奇素數，如果乘數是偶數，並且乘法溢出的話，信息就會丟失，因為與2相乘等價於移位運算。使用素數的 好處並不是很明顯，但是習慣上都使用素數來計算散列結果。31有個很好的特性，就是用移位和減法來代替乘法，可以得到更好的性能：31*i==(i<<5)-i。現在的VM可以自動完成這種優化。

2、它返回的hashCode有什么特點呢？

可 以看到，String類是用它的value值作為參數來計算hashCode的，也就是說，相同的value就一定會有相同的hashCode值。這點也 很容易理解，因為value值相同，那么用equals比較也是相等的，equals方法比較相等，則hashCode一定相等。反過來不一定成立。它不 保證相同的hashCode一定有相同的對象。

一個好的hash函數應該是這樣的：為不相同的對象產生不相等的hashCode。

在 理想情況下，hash函數應該把集合中不相等的實例均勻分布到所有可能的hashCode上，要想達到這種理想情形是非常困難的，至少java沒有達到。 因為我們可以看到，hashCode是非隨機生成的，它有一定的規律，就是上面的數學等式，我們可以構造一些具有相同hashCode但value值不一 樣的，比如說：Aa和BB的hashCode是一樣的。

說 到這里，你可能會想，原來構造hash沖突那么簡單啊，那我是不是可以對HashMap函數構造很多<key,value>不都一樣，但具有 相同的hashCode，這樣的話可以把HashMap函數變成一條單向鏈表，運行時間由線性變為平方級呢？雖然HashMap重寫的hashCode方 法比String類的要復雜些，但理論上說是可以這么做的。這也是最近比較熱門的Hash Collision DoS事件。

 

Java代碼  

1. public final int hashCode() {  
2.     return (key==null   ? 0 : key.hashCode()) ^  
3.             (value==null ? 0 : value.hashCode());  
   
4.  } 
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總結：字符串hash函數，不僅要減少沖突，而且要注意相同前綴的字符串生成的hash值要相鄰。