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

如果我们的财产不超过8处(希望如此),这里还有另一种选择。

ValueTuple是一个结构,似乎有一个可靠的GetHashCode实现。

这意味着我们可以简单地这样做:

// Yay, no allocations and no custom implementations!
public override int GetHashCode() => (this.PropA, this.PropB).GetHashCode();

让我们来看看.NETCore当前对ValueTuple的GetHashCode的实现。

这来自ValueTuple:

    internal static int CombineHashCodes(int h1, int h2)
    {
        return HashHelpers.Combine(HashHelpers.Combine(HashHelpers.RandomSeed, h1), h2);
    }

    internal static int CombineHashCodes(int h1, int h2, int h3)
    {
        return HashHelpers.Combine(CombineHashCodes(h1, h2), h3);
    }

这来自HashHelper:

    public static readonly int RandomSeed = Guid.NewGuid().GetHashCode();

    public static int Combine(int h1, int h2)
    {
        unchecked
        {
            // RyuJIT optimizes this to use the ROL instruction
            // Related GitHub pull request: dotnet/coreclr#1830
            uint rol5 = ((uint)h1 << 5) | ((uint)h1 >> 27);
            return ((int)rol5 + h1) ^ h2;
        }
    }

英语:

向左旋转(循环移位)h1 5个位置。将结果和h1相加。将结果与h2进行异或运算。首先对{static random seed,h1}执行上述操作。对于每个其他项目,对上一个结果和下一个项目(例如h2)执行操作。

如果能更多地了解这个ROL-5散列代码算法的财产,那就太好了。

遗憾的是,为我们自己的GetHashCode延迟ValueTuple可能不像我们希望的那样快。相关讨论中的这条评论说明了直接调用HashHelpers.Combine更具性能。另一方面,这是内部的,所以我们必须复制代码,牺牲了我们在这里获得的大部分。此外,我们将负责记住首先与随机种子结合。我不知道如果我们跳过这一步会有什么后果。

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。

与夜编码器的解决方案非常相似,只是如果你想提高素数更容易。

PS:这是你嘴里吐出一点东西的时候之一,因为你知道这可以用9个默认值重构成一个方法,但它会更慢,所以你闭上眼睛,试着忘掉它。

/// <summary>
/// Try not to look at the source code. It works. Just rely on it.
/// </summary>
public static class HashHelper
{
    private const int PrimeOne = 17;
    private const int PrimeTwo = 23;

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg5.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg6.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg7.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg8.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg9.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg10.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg5.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg6.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg7.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg8.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg9.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg5.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg6.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg7.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg8.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg5.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg6.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg7.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4, T5, T6>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg5.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg6.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4, T5>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg5.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3, T4>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg4.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2, T3>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg3.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }

    public static int GetHashCode<T1, T2>(T1 arg1, T2 arg2)
    {
        unchecked
        {
            int hash = PrimeOne;
            hash = hash * PrimeTwo + arg1.GetHashCode();
            hash = hash * PrimeTwo + arg2.GetHashCode();

            return hash;
        }
    }
}

微软引领了几种哈希方法。。。

//for classes that contain a single int value
return this.value;

//for classes that contain multiple int value
return x ^ y;

//for classes that contain single number bigger than int    
return ((int)value ^ (int)(value >> 32)); 

//for classes that contain class instance fields which inherit from object
return obj1.GetHashCode();

//for classes that contain multiple class instance fields which inherit from object
return obj1.GetHashCode() ^ obj2.GetHashCode() ^ obj3.GetHashCode(); 

我可以猜测,对于多个大整数,您可以使用这个:

int a=((int)value1 ^ (int)(value1 >> 32));
int b=((int)value2 ^ (int)(value2 >> 32));
int c=((int)value3 ^ (int)(value3 >> 32));
return a ^ b ^ c;

对于多类型也是如此:首先使用GetHashCode()将所有类型转换为int然后int值将被xor'ed,结果是您的哈希值。

对于那些使用哈希作为ID(我的意思是一个唯一的值)的人来说,哈希自然被限制在数字个数,我认为哈希算法是5个字节,至少是MD5。

您可以将多个值转换为哈希值,其中一些值是相同的,因此不要将其用作标识符。(也许有一天我会使用你的组件)

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;
    }
}

如果我们的财产不超过8处(希望如此),这里还有另一种选择。

ValueTuple是一个结构,似乎有一个可靠的GetHashCode实现。

这意味着我们可以简单地这样做:

// Yay, no allocations and no custom implementations!
public override int GetHashCode() => (this.PropA, this.PropB).GetHashCode();

让我们来看看.NETCore当前对ValueTuple的GetHashCode的实现。

这来自ValueTuple:

    internal static int CombineHashCodes(int h1, int h2)
    {
        return HashHelpers.Combine(HashHelpers.Combine(HashHelpers.RandomSeed, h1), h2);
    }

    internal static int CombineHashCodes(int h1, int h2, int h3)
    {
        return HashHelpers.Combine(CombineHashCodes(h1, h2), h3);
    }

这来自HashHelper:

    public static readonly int RandomSeed = Guid.NewGuid().GetHashCode();

    public static int Combine(int h1, int h2)
    {
        unchecked
        {
            // RyuJIT optimizes this to use the ROL instruction
            // Related GitHub pull request: dotnet/coreclr#1830
            uint rol5 = ((uint)h1 << 5) | ((uint)h1 >> 27);
            return ((int)rol5 + h1) ^ h2;
        }
    }

英语:

向左旋转(循环移位)h1 5个位置。将结果和h1相加。将结果与h2进行异或运算。首先对{static random seed,h1}执行上述操作。对于每个其他项目,对上一个结果和下一个项目(例如h2)执行操作。

如果能更多地了解这个ROL-5散列代码算法的财产,那就太好了。

遗憾的是,为我们自己的GetHashCode延迟ValueTuple可能不像我们希望的那样快。相关讨论中的这条评论说明了直接调用HashHelpers.Combine更具性能。另一方面,这是内部的,所以我们必须复制代码,牺牲了我们在这里获得的大部分。此外,我们将负责记住首先与随机种子结合。我不知道如果我们跳过这一步会有什么后果。