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?
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
这是我的哈希码助手。它的优点是它使用泛型类型参数,因此不会导致装箱:
public static class HashHelper
{
public static int GetHashCode<T1, T2>(T1 arg1, T2 arg2)
{
unchecked
{
return 31 * arg1.GetHashCode() + arg2.GetHashCode();
}
}
public static int GetHashCode<T1, T2, T3>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3)
{
unchecked
{
int hash = arg1.GetHashCode();
hash = 31 * hash + arg2.GetHashCode();
return 31 * hash + arg3.GetHashCode();
}
}
public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3,
T4 arg4)
{
unchecked
{
int hash = arg1.GetHashCode();
hash = 31 * hash + arg2.GetHashCode();
hash = 31 * hash + arg3.GetHashCode();
return 31 * hash + arg4.GetHashCode();
}
}
public static int GetHashCode<T>(T[] list)
{
unchecked
{
int hash = 0;
foreach (var item in list)
{
hash = 31 * hash + item.GetHashCode();
}
return hash;
}
}
public static int GetHashCode<T>(IEnumerable<T> list)
{
unchecked
{
int hash = 0;
foreach (var item in list)
{
hash = 31 * hash + item.GetHashCode();
}
return hash;
}
}
/// <summary>
/// Gets a hashcode for a collection for that the order of items
/// does not matter.
/// So {1, 2, 3} and {3, 2, 1} will get same hash code.
/// </summary>
public static int GetHashCodeForOrderNoMatterCollection<T>(
IEnumerable<T> list)
{
unchecked
{
int hash = 0;
int count = 0;
foreach (var item in list)
{
hash += item.GetHashCode();
count++;
}
return 31 * hash + count.GetHashCode();
}
}
/// <summary>
/// Alternative way to get a hashcode is to use a fluent
/// interface like this:<br />
/// return 0.CombineHashCode(field1).CombineHashCode(field2).
/// CombineHashCode(field3);
/// </summary>
public static int CombineHashCode<T>(this int hashCode, T arg)
{
unchecked
{
return 31 * hashCode + arg.GetHashCode();
}
}
此外,它还具有扩展方法来提供流畅的界面,因此您可以这样使用它:
public override int GetHashCode()
{
return HashHelper.GetHashCode(Manufacturer, PartN, Quantity);
}
或者像这样:
public override int GetHashCode()
{
return 0.CombineHashCode(Manufacturer)
.CombineHashCode(PartN)
.CombineHashCode(Quantity);
}
其他回答
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();
}
可以尝试采用C++Boost库的方法。类似于:
class HashUtil
{
public static int HashCombine(int seed, int other)
{
unchecked
{
return other + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
}
}
}
然后:
class MyClass
{
private string _field1;
private int _field2;
private AnotherClass _field3;
private YetAnotherClass _field4;
public override int GetHashCode()
{
int result = HashUtil.HashCombine(_field1.GetHashCode(), _field2);
result = HashUtil.HashCombine(result, _field3.GetHashCode());
return HashUtil.HashCombine(result, _field4.GetHashCode());
}
}
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
这是我使用JonSkeet实现的助手类。
public static class HashCode
{
public const int Start = 17;
public static int Hash<T>(this int hash, T obj)
{
var h = EqualityComparer<T>.Default.GetHashCode(obj);
return unchecked((hash * 31) + h);
}
}
用法:
public override int GetHashCode()
{
return HashCode.Start
.Hash(_field1)
.Hash(_field2)
.Hash(_field3);
}
如果要避免为System.Int32编写扩展方法:
public readonly struct HashCode
{
private readonly int _value;
public HashCode(int value) => _value = value;
public static HashCode Start { get; } = new HashCode(17);
public static implicit operator int(HashCode hash) => hash._value;
public HashCode Hash<T>(T obj)
{
var h = EqualityComparer<T>.Default.GetHashCode(obj);
return unchecked(new HashCode((_value * 31) + h));
}
public override int GetHashCode() => _value;
}
它仍然避免了任何堆分配,使用方式完全相同:
public override int GetHashCode()
{
// This time `HashCode.Start` is not an `Int32`, it's a `HashCode` instance.
// And the result is implicitly converted to `Int32`.
return HashCode.Start
.Hash(_field1)
.Hash(_field2)
.Hash(_field3);
}
编辑(2018年5月):EqualityComparer<T>。默认getter现在是JIT内在的-Stephen Toub在这篇博文中提到了pull请求。
ReSharper用户可以使用ReSharper->Edit->generate Code->Equality Members生成GetHashCode、Equals等。
// ReSharper's GetHashCode looks like this
public override int GetHashCode() {
unchecked {
int hashCode = Id;
hashCode = (hashCode * 397) ^ IntMember;
hashCode = (hashCode * 397) ^ OtherIntMember;
hashCode = (hashCode * 397) ^ (RefMember != null ? RefMember.GetHashCode() : 0);
// ...
return hashCode;
}
}