为什么 Boost::Hash_Combine 被认为是组合哈希值的最佳方法？

Boost::Hash_Combine：一种高效的哈希值组合方法

简介：
领域中在编程中，有效组合哈希值对于实现哈希表和其他依赖于哈希的数据结构至关重要功能。 Boost C 库提供了一个专门为此任务设计的名为 boost::hash_combine 的函数。在本文中，我们将深入研究 boost::hash_combine 的内部工作原理，并演示为什么它被认为是组合哈希值的最佳方法。

分解函数：

boost::hash_combine 有两个参数：种子值（通过引用）和要散列的值（通过值）。种子值最初是一个空的哈希值，当对每个新值进行哈希处理时，它会与种子组合以创建组合哈希值。该函数的工作原理如下：

1. 使用 std::hash 创建新值的哈希值。
2. 将新哈希值与幻数 0x9e3779b9 进行异或。
3. 将种子值左移 6 位并与步骤结果进行异或2.
4. 将种子值右移 2 位，并与步骤 3 的结果进行异或。

分布和熵分析：

boost::hash_combine 被认为是最佳的主要原因之一是其出色的分布特性。它从广泛的输入中生成唯一的哈希值，最大限度地减少冲突并最大限度地提高哈希表的有效性。

但是，值得注意的是 boost::hash_combine 的原始实现的熵保存不太理想。当种子值包含显着熵时，这可能会导致熵损失。

改进的替代方案：

为了解决此限制，引入了 hash_combine 的修改版本，利用两个乘法和三个异或移位运算。此版本提供了出色的混合并更有效地保留了熵。

实现：

以下是修改后的 hash_combine 函数的示例实现：

#include <cstdint>

template<typename T>
inline size_t hash_combine(std::size_t& seed, const T& v)
{
    const uint64_t c = 17316035218449499591ull; // random uneven integer constant
    const uint64_t p = 0x5555555555555555ull; // pattern of alternating 0 and 1
    const uint64_t n = std::hash<T>{}(v);

    uint64_t x = p * xorshift(n, 32);
    uint64_t y = c * xorshift(x, 32);

    seed ^= y ^ (seed << 6);
    seed ^= (seed >> 2);

    return seed;
}

此实现利用非对称二进制旋转，既高效又不可交换。它还采用不同的常量，并使用 XOR 运算组合种子和哈希值。

结论：

虽然原始 boost::hash_combine 有一些缺点，但修改后的版本显着提高了熵保存和分布特性。通过使用多个操作和精心选择的常量，它有效地组合了哈希值，确保最小的冲突和高效的性能。为了获得最佳结果，请考虑在组合哈希值时使用此修改版本。

以上是为什么 Boost::Hash_Combine 被认为是组合哈希值的最佳方法？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！