很久以前,我花1.25美元在便宜货桌上买了一本数据结构的书。在这篇文章中,哈希函数的解释说,由于“数学的本质”,它最终应该被一个质数mod。
你对一本1.25美元的书有什么期待?
不管怎么说,我花了很多年思考数学的本质,但还是没弄明白。
当有质数个桶时,数字的分布真的更均匀吗?
或者这是一个老程序员的故事,每个人都接受,因为其他人都接受?
很久以前,我花1.25美元在便宜货桌上买了一本数据结构的书。在这篇文章中,哈希函数的解释说,由于“数学的本质”,它最终应该被一个质数mod。
你对一本1.25美元的书有什么期待?
不管怎么说,我花了很多年思考数学的本质,但还是没弄明白。
当有质数个桶时,数字的分布真的更均匀吗?
或者这是一个老程序员的故事,每个人都接受,因为其他人都接受?
当前回答
Primes are used because you have good chances of obtaining a unique value for a typical hash-function which uses polynomials modulo P. Say, you use such hash-function for strings of length <= N, and you have a collision. That means that 2 different polynomials produce the same value modulo P. The difference of those polynomials is again a polynomial of the same degree N (or less). It has no more than N roots (this is here the nature of math shows itself, since this claim is only true for a polynomial over a field => prime number). So if N is much less than P, you are likely not to have a collision. After that, experiment can probably show that 37 is big enough to avoid collisions for a hash-table of strings which have length 5-10, and is small enough to use for calculations.
其他回答
http://computinglife.wordpress.com/2008/11/20/why-do-hash-functions-use-prime-numbers/
解释得很清楚,还有图片。
编辑:作为一个总结,使用质数是因为当数值乘以所选质数并将它们全部相加时,获得唯一值的可能性最大。例如,给定一个字符串,将每个字母的值与质数相乘,然后将它们全部相加,就会得到它的哈希值。
一个更好的问题是,为什么是数字31?
博士tl;
Index [hash(input)%2]将导致所有可能哈希值的一半和一段值发生冲突。Index [hash(input)%prime]导致所有可能哈希值中的<2的碰撞。将除数固定为表的大小还可以确保数字不能大于表。
抄袭我的其他答案https://stackoverflow.com/a/43126969/917428。有关更多细节和示例,请参阅它。
我相信这和电脑在2进制下工作有关。想想以10为基数的情况:
8%10 = 8 18%10 = 8 87865378%10 = 8
不管这个数是多少只要它以8结尾,它对10的模就是8。
选择一个足够大的、非2的幂的数字将确保哈希函数实际上是所有输入位的函数,而不是它们的子集。
对于一个哈希函数来说,重要的不仅仅是尽量减少冲突,而且是不可能在改变几个字节的同时保持相同的哈希。
假设你有一个方程: (x + y*z) % key = x且0<x<key且0<z<key。 如果key是一个质数n*y=key对于n中的每一个n为真,对于其他所有数为假。
一个key不是主要示例的例子: X =1, z=2, key=8 因为key/z=4仍然是一个自然数,4成为我们方程的一个解,在这种情况下(n/2)*y = key对于n中的每一个n都成立。这个方程的解的数量实际上翻了一番,因为8不是质数。
如果我们的攻击者已经知道8是方程的可能解,他可以将文件从产生8改为产生4,并且仍然得到相同的哈希值。
我想为Steve Jessop的回答补充一些东西(我不能评论,因为我没有足够的声誉)。但我找到了一些有用的材料。他的回答很有帮助,但他犯了一个错误:桶的大小不应该是2的幂。我引用Thomas Cormen, Charles Leisersen等人写的《算法导论》263页
When using the division method, we usually avoid certain values of m. For example, m should not be a power of 2, since if m = 2^p, then h(k) is just the p lowest-order bits of k. Unless we know that all low-order p-bit patterns are equally likely, we are better off designing the hash function to depend on all the bits of the key. As Exercise 11.3-3 asks you to show, choosing m = 2^p-1 when k is a character string interpreted in radix 2^p may be a poor choice, because permuting the characters of k does not change its hash value.
希望能有所帮助。