在.NET中,GetHashCode方法在整个.NET基类库的许多地方都使用。正确执行它对于在集合中或确定相等时快速查找项目尤为重要。

对于如何为自定义类实现GetHashCode,是否有标准算法或最佳实践,以便不会降低性能?


当前回答

在Equals()比较多个字段的大多数情况下,GetHash()对一个字段或多个字段进行散列并不重要。您只需确保计算哈希值非常便宜(请不要分配)和快速(没有繁重的计算,当然也没有数据库连接),并提供良好的分布。

重型起吊应是Equals()方法的一部分;哈希应该是一个非常便宜的操作,以便能够对尽可能少的项目调用Equal()。

最后一个提示:不要依赖GetHashCode()在多个应用程序运行中保持稳定。许多.Net类型不能保证它们的哈希代码在重新启动后保持不变,因此只能对内存中的数据结构使用GetHashCode()的值。

其他回答

ValueTuple-C#7更新

正如@cactuaroid在评论中提到的,可以使用值元组。这节省了一些击键,更重要的是纯粹在堆栈上执行(无垃圾):

(PropA, PropB, PropC, PropD).GetHashCode();

(注意:使用匿名类型的原始技术似乎在堆上创建了一个对象,即垃圾,因为匿名类型被实现为类,尽管编译器可能会对此进行优化。对这些选项进行基准测试会很有趣,但元组选项应该更优。)

匿名类型(原始答案)

Microsoft已经提供了一个很好的通用HashCode生成器:只需将属性/字段值复制到匿名类型并对其进行哈希:

new { PropA, PropB, PropC, PropD }.GetHashCode();

这适用于任何数量的财产。它不使用拳击。它只是使用了框架中已经实现的匿名类型的算法。

我通常会使用Josh Bloch精彩的有效Java中给出的实现。它很快,创建了一个很好的哈希,不太可能导致冲突。选择两个不同的素数,例如17和23,并执行以下操作:

public override int GetHashCode()
{
    unchecked // Overflow is fine, just wrap
    {
        int hash = 17;
        // Suitable nullity checks etc, of course :)
        hash = hash * 23 + field1.GetHashCode();
        hash = hash * 23 + field2.GetHashCode();
        hash = hash * 23 + field3.GetHashCode();
        return hash;
    }
}

正如评论中所指出的,你可能会发现最好选择一个大素数来乘。很显然486187639很好。。。虽然我见过的大多数小数字的例子都倾向于使用素数,但至少有一些类似的算法经常使用非素数。例如,在后面的FNV示例中,我使用的数字显然很好,但初始值不是质数。(不过乘法常数是质数。我不知道这有多重要。)

这比XORing散列码的常见做法要好,主要原因有两个。假设我们有一个具有两个int字段的类型:

XorHash(x, x) == XorHash(y, y) == 0 for all x, y
XorHash(x, y) == XorHash(y, x) for all x, y

顺便说一下,早期的算法是C#编译器当前用于匿名类型的算法。

这个页面提供了很多选项。我认为,在大多数情况下,上述内容“足够好”,而且非常容易记住并正确理解。FNV替代方案同样简单,但使用不同的常数和XOR代替ADD作为组合操作。它看起来像下面的代码,但正常的FNV算法对单个字节进行操作,因此这需要进行修改,以每个字节执行一次迭代,而不是每个32位哈希值。FNV也设计用于可变长度的数据,而我们在这里使用它的方式总是用于相同数量的字段值。对这个答案的评论表明,这里的代码实际上并不像上面的添加方法那样有效(在测试的示例案例中)。

// Note: Not quite FNV!
public override int GetHashCode()
{
    unchecked // Overflow is fine, just wrap
    {
        int hash = (int) 2166136261;
        // Suitable nullity checks etc, of course :)
        hash = (hash * 16777619) ^ field1.GetHashCode();
        hash = (hash * 16777619) ^ field2.GetHashCode();
        hash = (hash * 16777619) ^ field3.GetHashCode();
        return hash;
    }
}

请注意,需要注意的一点是,理想情况下,您应该防止在将其添加到依赖于哈希代码的集合后,对等式敏感(因此对哈希代码敏感)的状态发生变化。

根据文件:

可以为不可变引用类型重写GetHashCode。通常,对于可变引用类型,只有在以下情况下才应重写GetHashCode:您可以从不可变的字段计算哈希代码;或当可变对象包含在依赖其哈希代码的集合中时,可以确保该对象的哈希代码不会更改。

FNV文章的链接已断开,但这是互联网档案馆的一份副本:永恒的困惑-哈希的艺术

在Equals()比较多个字段的大多数情况下,GetHash()对一个字段或多个字段进行散列并不重要。您只需确保计算哈希值非常便宜(请不要分配)和快速(没有繁重的计算,当然也没有数据库连接),并提供良好的分布。

重型起吊应是Equals()方法的一部分;哈希应该是一个非常便宜的操作,以便能够对尽可能少的项目调用Equal()。

最后一个提示:不要依赖GetHashCode()在多个应用程序运行中保持稳定。许多.Net类型不能保证它们的哈希代码在重新启动后保持不变,因此只能对内存中的数据结构使用GetHashCode()的值。

这是一个很好的例子:

/// <summary>
/// Helper class for generating hash codes suitable 
/// for use in hashing algorithms and data structures like a hash table. 
/// </summary>
public static class HashCodeHelper
{
    private static int GetHashCodeInternal(int key1, int key2)
    {
        unchecked
        {
           var num = 0x7e53a269;
           num = (-1521134295 * num) + key1;
           num += (num << 10);
           num ^= (num >> 6);

           num = ((-1521134295 * num) + key2);
           num += (num << 10);
           num ^= (num >> 6);

           return num;
        }
    }

    /// <summary>
    /// Returns a hash code for the specified objects
    /// </summary>
    /// <param name="arr">An array of objects used for generating the 
    /// hash code.</param>
    /// <returns>
    /// A hash code, suitable for use in hashing algorithms and data 
    /// structures like a hash table. 
    /// </returns>
    public static int GetHashCode(params object[] arr)
    {
        int hash = 0;
        foreach (var item in arr)
            hash = GetHashCodeInternal(hash, item.GetHashCode());
        return hash;
    }

    /// <summary>
    /// Returns a hash code for the specified objects
    /// </summary>
    /// <param name="obj1">The first object.</param>
    /// <param name="obj2">The second object.</param>
    /// <param name="obj3">The third object.</param>
    /// <param name="obj4">The fourth object.</param>
    /// <returns>
    /// A hash code, suitable for use in hashing algorithms and
    /// data structures like a hash table.
    /// </returns>
    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4>(T1 obj1, T2 obj2, T3 obj3,
        T4 obj4)
    {
        return GetHashCode(obj1, GetHashCode(obj2, obj3, obj4));
    }

    /// <summary>
    /// Returns a hash code for the specified objects
    /// </summary>
    /// <param name="obj1">The first object.</param>
    /// <param name="obj2">The second object.</param>
    /// <param name="obj3">The third object.</param>
    /// <returns>
    /// A hash code, suitable for use in hashing algorithms and data 
    /// structures like a hash table. 
    /// </returns>
    public static int GetHashCode<T1, T2, T3>(T1 obj1, T2 obj2, T3 obj3)
    {
        return GetHashCode(obj1, GetHashCode(obj2, obj3));
    }

    /// <summary>
    /// Returns a hash code for the specified objects
    /// </summary>
    /// <param name="obj1">The first object.</param>
    /// <param name="obj2">The second object.</param>
    /// <returns>
    /// A hash code, suitable for use in hashing algorithms and data 
    /// structures like a hash table. 
    /// </returns>
    public static int GetHashCode<T1, T2>(T1 obj1, T2 obj2)
    {
        return GetHashCodeInternal(obj1.GetHashCode(), obj2.GetHashCode());
    }
}

下面是如何使用它:

private struct Key
{
    private Type _type;
    private string _field;

    public Type Type { get { return _type; } }
    public string Field { get { return _field; } }

    public Key(Type type, string field)
    {
        _type = type;
        _field = field;
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return HashCodeHelper.GetHashCode(_field, _type);
    }

    public override bool Equals(object obj)
    {
        if (!(obj is Key))
            return false;
        var tf = (Key)obj;
        return tf._field.Equals(_field) && tf._type.Equals(_type);
    }
}

我的大部分工作都是通过数据库连接完成的,这意味着我的类都具有来自数据库的唯一标识符。我总是使用数据库中的ID来生成哈希代码。

// Unique ID from database
private int _id;

...    
{
  return _id.GetHashCode();
}