Warum treten identische ValueType.GetHashCode()-Ergebnisse für unterschiedliche String-Referenzen innerhalb einer Struktur auf?

Eintauchen in die Exzentrizität von ValueType.GetHashCode: Ein Wert, der nicht variieren darf

Die Faszination rund um die native Implementierung von ValueType.GetHashCode () berechnet Hash-Codes für Werttypen ist unbestreitbar. Lassen Sie uns dieses Rätsel lösen, indem wir ein bestimmtes Beispiel und sein unerwartetes Ergebnis untersuchen.

Betrachten Sie zwei Instanzen der folgenden Struktur:

struct TheKey
{
    public int id;
    public string Name;
}

Wenn wir dem Feld „Name“ unterschiedliche Werte zuweisen, erwarten wir deren Hash-Codes sich unterscheiden. Die Ausgabe enthüllt jedoch eine verblüffende Realität:

var k1 = new TheKey(17, "abc");
var k2 = new TheKey(17, new string(new[] { 'a', 'b', 'c' }));

Console.WriteLine("hash1={0}", k1.GetHashCode());
Console.WriteLine("hash2={0}", k2.GetHashCode());

// Output:
// hash1=346948941
// hash2=346948941

Trotz unterschiedlicher String-Referenzen erzeugen sowohl k1 als auch k2 denselben Hash-Code.

Enthüllung der Mechanik

Die native Implementierung von ValueType.GetHashCode() funktioniert über einen überraschend komplizierten Mechanismus. Es bestimmt in erster Linie, ob die Struktur Referenztypverweise oder Feldlücken enthält. Wenn beide Bedingungen fehlen, führt es eine effiziente bitweise XOR-Operation für alle Bits des Werts durch und kombiniert so effektiv alle Felder im Hash-Code. Dieser Ansatz ist jedoch nicht universell anwendbar.

Wenn Referenztypen oder Lücken vorhanden sind, beginnt der Code mit einer feldweisen Durchquerung und sucht nach einem verwendbaren Feld – entweder einem Werttyp oder einem Nicht-Null-Objekt Referenz. Sobald er gefunden wurde, bildet der Hash-Code dieses Felds, XOR-verknüpft mit dem Methodentabellenzeiger, den endgültigen Hash-Code.

The Mystery Unveiled

In unserem Beispiel Das verwendbare Feld ist zufällig id. Das String-Feld wird trotz seiner unterschiedlichen Werte ignoriert, was dazu führt, dass sowohl k1 als auch k2 dieselbe ID und folglich denselben Hash-Code haben.

Schlussfolgerung

Das Verständnis dieses unkonventionellen Verhaltens unterstreicht die Bedeutung einer sorgfältigen Erstellung von Werttypen für die Hash-Code-Berechnung. Es ist von größter Bedeutung, sich nicht ausschließlich auf die Standardimplementierung der CLR zu verlassen. Durch die explizite Definition von Hash-Code-Berechnungen können Entwickler die Einzigartigkeit und Konsistenz von Hash-Codes für ihre Werttypen sicherstellen.

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