各种字符串Hash函数比较

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常用的字符串Hash函数还有ELFHash,APHash等等,都是十分简单有效的方法。这些函数使用位运算使得每一个字符都对最后的函数值产生影响。另外还有以MD5和SHA1为代表的杂凑函数,这些函数几乎不可能找到碰撞。

常用字符串哈希函数有BKDRHash,APHash,DJBHash,JSHash,RSHash,SDBMHash,PJWHash,ELFHash等等。对于以上几种哈希函数,我对其进行了一个小小的评测。

Hash函数 数据1 数据2 数据3 数据4 数据1得分 数据2得分 数据3得分 数据4得分 平均分
BKDRHash 2 0 4774 481 96.55 100 90.95 82.05 92.64
APHash 2 3 4754 493 96.55 88.46 100 51.28 86.28
DJBHash 2 2 4975 474 96.55 92.31 0 100 83.43
JSHash 1 4 4761 506 100 84.62 96.83 17.95 81.94
RSHash 1 0 4861 505 100 100 51.58 20.51 75.96
SDBMHash 3 2 4849 504 93.1 92.31 57.01 23.08 72.41
PJWHash 30 26 4878 513 0 0 43.89 0 21.95
ELFHash 30 26 4878 513 0 0 43.89 0 21.95

其中数据1为100000个字母和数字组成的随机串哈希冲突个数。数据2为100000个有意义的英文句子哈希冲突个数。数据3为数据1的哈希值与1000003(大素数)求模后存储到线性表中冲突的个数。数据4为数据1的哈希值与10000019(更大素数)求模后存储到线性表中冲突的个数。

经过比较,得出以上平均得分。平均数为平方平均数。可以发现,BKDRHash无论是在实际效果还是编码实现中,效果都是最突出的。APHash也是较为优秀的算法。DJBHash,JSHash,RSHash与SDBMHash各有千秋。PJWHash与ELFHash效果最差,但得分相似,其算法本质是相似的。

在信息修竞赛中,要本着易于编码调试的原则,个人认为BKDRHash是最适合记忆和使用的。

BYVoid原创,欢迎建议、交流、批评和指正。

附:各种哈希函数的C语言程序代码

unsigned int SDBMHash(char *str)
{
	unsigned int hash = 0;
 
	while (*str)
	{
		// equivalent to: hash = 65599*hash + (*str++);
		hash = (*str++) + (hash << 6) + (hash << 16) - hash;
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// RS Hash Function
unsigned int RSHash(char *str)
{
	unsigned int b = 378551;
	unsigned int a = 63689;
	unsigned int hash = 0;
 
	while (*str)
	{
		hash = hash * a + (*str++);
		a *= b;
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// JS Hash Function
unsigned int JSHash(char *str)
{
	unsigned int hash = 1315423911;
 
	while (*str)
	{
		hash ^= ((hash << 5) + (*str++) + (hash >> 2));
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// P. J. Weinberger Hash Function
unsigned int PJWHash(char *str)
{
	unsigned int BitsInUnignedInt = (unsigned int)(sizeof(unsigned int) * 8);
	unsigned int ThreeQuarters	= (unsigned int)((BitsInUnignedInt  * 3) / 4);
	unsigned int OneEighth		= (unsigned int)(BitsInUnignedInt / 8);
	unsigned int HighBits		 = (unsigned int)(0xFFFFFFFF) << (BitsInUnignedInt - OneEighth);
	unsigned int hash			 = 0;
	unsigned int test			 = 0;
 
	while (*str)
	{
		hash = (hash << OneEighth) + (*str++);
		if ((test = hash & HighBits) != 0)
		{
			hash = ((hash ^ (test >> ThreeQuarters)) & (~HighBits));
		}
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// ELF Hash Function
unsigned int ELFHash(char *str)
{
	unsigned int hash = 0;
	unsigned int x	= 0;
 
	while (*str)
	{
		hash = (hash << 4) + (*str++);
		if ((x = hash & 0xF0000000L) != 0)
		{
			hash ^= (x >> 24);
			hash &= ~x;
		}
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// BKDR Hash Function
unsigned int BKDRHash(char *str)
{
	unsigned int seed = 131; // 31 131 1313 13131 131313 etc..
	unsigned int hash = 0;
 
	while (*str)
	{
		hash = hash * seed + (*str++);
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// DJB Hash Function
unsigned int DJBHash(char *str)
{
	unsigned int hash = 5381;
 
	while (*str)
	{
		hash += (hash << 5) + (*str++);
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}
 
// AP Hash Function
unsigned int APHash(char *str)
{
	unsigned int hash = 0;
	int i;
 
	for (i=0; *str; i++)
	{
		if ((i & 1) == 0)
		{
			hash ^= ((hash << 7) ^ (*str++) ^ (hash >> 3));
		}
		else
		{
			hash ^= (~((hash << 11) ^ (*str++) ^ (hash >> 5)));
		}
	}
 
	return (hash & 0x7FFFFFFF);
}

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16 Responses to “各种字符串Hash函数比较”

  1. Neil Says:
    Firefox 3.0.3Windows XP

    比较强啊这个….

    [回复]

  2. CmYkRgB123 Says:
    Firefox 3.0.3Windows XP

    程序不是我写的

    [回复]

  3. andsom Says:
    Internet Explorer 6.0Windows XP

    很强.谢谢.这个对比正是我需要的.

    [回复]

  4. 小蔡 Says:
    Google Chrome 3.0.196.2Windows XP

    PHP内核里面的hash函数用的就是DJBHash,但是对其中的初始值为何是5381不甚了解,可以解释一下吗?
    thx~

    我的Email:cyy0523xc@gmail.com

    [回复]

    BYVoid 回复:
    Firefox 3.5.2Windows Vista

    散列初值一般来说是个任意值,没有很大意义吧。可能是从5381产生的冲突较少。

    [回复]

    小蔡 回复:
    Google Chrome 3.0.196.2Windows XP

    呵呵,也许真是某人实验得来的。。。

    [回复]

  5. sixhomeland Says:
    Maxthon 2.0Windows XP

    问下大牛,字符串hash要开多大的数组,如果用BKDRHash的话……
    感激不尽!!

    [回复]

    BYVoid 回复:
    Firefox 3.5.3Windows Vista

    视情况而定了

    [回复]

    sixhomeland 回复:
    Maxthon 2.0Windows XP

    能讲得具体些吗?

    [回复]

    sky 回复:
    Google Chrome 5.0.317.2Windows 7

    我也想问这个问题,比如一个长度<=255的字符串,只包含0-9,a-z,A-Z,+,-,*,/这些字符,seed=131的话应该开多大的数组存储呢?

    [回复]

    BYVoid 回复:
    Firefox 3.5.8Windows 7

    要看你做什麽,用不用處理衝突。而且要注意的一點是即使你開得再打,也有可能衝突,需要用鏈錶或其他數據結構輔助處理。

    [回复]

    sky 回复:
    Google Chrome 5.0.317.2Windows 7

    我处理冲突开个链表拉长,如果这样的话,我想问数组得开多大呢?因为and了2^31-1,所以数组上界不大确定,我就想问这个上界是什么。

    [回复]

    BYVoid 回复:
    Firefox 3.5.8Windows 7

    Hash值還要模一個大質數的,數組大小就是這個質數的大小。具體事規模而定。

    [回复]

    sky 回复:
    Google Chrome 5.0.317.2Windows 7

    厄,明白了,谢谢!顺便附上Pascal版的BKDRhash
    function BKDRHash(s1:string):dword; //qword used;
    var
    i:integer;
    hash:qword;
    begin
    hash:=0;
    for i:=1 to length(s1) do
    hash:=(hash*seed+ord(s1[i])) and $FFFFFFFF;
    exit((hash and $7FFFFFFF) mod p);
    end;
    是这个意思吗?我想应该是……

    [回复]

  6. sunny Says:
    Firefox 3.5.2Windows Vista

    为什么要&0x7FFFFFFF,只是为了得到int吗?

    [回复]

  7. lovecs0079 Says:
    Google Chrome 4.0.249.78Windows XP

    兄台,那个DJBHash应该是
    Hash = ( Hash << 5 + Hash ) + *str++
    这样,因为实际上Hash过程就是将原Hash值乘以33的过程

    [回复]

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