【转载】关于hashcode里面使用31系数的问题
2015-01-30 11:50
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原文地址:http://blog.csdn.net/tayanxunhua/article/details/20525251
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
plaincopy
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
plaincopy
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]
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!
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:
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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
plaincopy
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]
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!
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