关于素数幂模的“数学的本质”是它们是有限域的一个组成部分。另外两个构建块是加法运算和乘法运算。素模的特殊性质是，它们用“常规”的加法和乘法运算形成一个有限域，只是取到模。这意味着每一个乘法都映射到一个不同的整数对质数求模，每一个加法也是如此。

质模的优势在于:

它们在二次哈希中选择次乘数时给予了最大的自由，除了0之外的所有乘数最终都将访问所有元素一次 如果所有哈希值都小于模量，则根本不会发生碰撞 随机质数比两个模的幂更好地混合，并压缩所有比特的信息，而不仅仅是一个子集

然而，它们有一个很大的缺点，它们需要整数除法，这需要很多(~ 15-40)个周期，即使在现代CPU上也是如此。用大约一半的计算就可以确保散列混合得很好。两次乘法和异移运算比一个质数模更容易混合。然后，我们可以使用任何哈希表的大小，哈希约简是最快的，对于2个表大小的幂，总共给出7个操作，对于任意大小的表，大约9个操作。

我最近研究了许多最快的哈希表实现，其中大多数都不使用质数模块。

哈希表索引的分布主要依赖于所使用的哈希函数。质数模量不能修复一个坏的哈希函数，一个好的哈希函数也不能从质数模量中受益。然而，在某些情况下，它们可能是有利的。例如，它可以修复半坏的哈希函数。

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.

我读过一个流行的wordpress网站，上面有一些流行的答案。根据我的理解，我想分享一个简单的观察。

你可以在这篇文章中找到所有的细节，但假设以下是正确的:

使用质数给我们提供了一个唯一值的“最佳机会”

一个通用的hashmap实现需要有两个东西是唯一的。

键的唯一哈希码 用于存储实际值的唯一索引

我们如何得到唯一索引?通过使内部容器的初始大小也是质数。基本上，质数的存在是因为它具有产生唯一数字的独特特性，我们最终用它来标识对象并在内部容器中查找索引。

例子:

Key = " Key "

Value = " Value " uniqueId = "k" * 31 ^ 2 + "e" * 31 ^ 1 ' + “y”

映射到唯一id

现在我们想要一个独特的位置来存放我们的价值，所以我们

uniqueId % internalContainerSize == uniqueLocationForValue，假设internalContainerSize也是质数。

我知道这是简化的，但我希望你能理解我的大意。

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?

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。

假设表的大小(或模数)是T = (B*C)。如果你输入的散列是(N*A*B) N可以是任何整数，那么你的输出就不会很好地分布。因为每次n变成C、2C、3C等，你的输出就会开始重复。也就是说，你的输出只会分布在C位。注意这里的C是(T / HCF(表大小，哈希))。

这个问题可以通过制造hcf1来消除。质数是很好的选择。

另一个有趣的现象是当T = 2^N时。这些将给出与所有输入哈希的低N位完全相同的输出。由于每个数都可以表示为2的幂，当我们对任意数取T的模时，我们将减去所有2的幂形式的数，即>= N，因此总能得到特定模式的数，取决于输入。这也是一个糟糕的选择。

类似地，T作为10^N也是不好的，因为类似的原因(模式是十进制数而不是二进制数)。

因此，质数往往会给出更好的分布结果，因此是表大小的好选择。