Java、Android工程师必备知识（一）：哈西算法的初步了解

前言#

在之前去新浪面试的时候，一开始问的都是Android问题，都没有什么压力，大公司不会去上来故意问一些蛋疼的问题，重点考察基础，然后再问一些思维有关的问题。

最后说想看看我的java基础，然后问了一个问题：你了解哈西算法吗？Java为什么要使用哈西算法？

很明显，我是栽在这个问题上了，如果说Java的Api的话，估计大部分的Android开发者都能说出一二，但是设计思想的话，我确实不太了解，所以就有了今天的主题。

这是一篇可能很枯燥的概念性博客，但是我真心的希望大家一起静下心来好好的看一看，聊一聊。

正文#

什么是哈西算法？

哈希算法，即散列函数，将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入，在计算上是不可能的，所以数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法。

直接拿了百度百科的解释的一部分，剩下的就直接总结一下几点：

1、哈西算法得到的是二进制值。
2、哈希值在计算上具有唯一性（这一点特别注意，之后会再讲到）。
3、单向加密体制，只能加密，不能解密。
4、一般用于快速查找和加密算法（˙这一点是不是特别熟悉）。

ok，我们这里只是单独去了解哈西算法，所以不要这么早就去思考和Java语言相关的东西，否则误导你。

首先我们知道了他最常用的地方：快速查找和加密算法，那么我们回想一下在java中哪里用到了哈西算法呢？

1、hashCode：判断两个对象是否相同，一般要同时重写equals方法。

2、hashMap：通过键值对保存key和value。

3、MD5加密：MD5加密是常用的单向加密算法，例如ImageLoader，他就把图片的路径加密得到的字符串作为文件名，这样就大大避免了图片被盗。

哈西算法的优势

我们已经基本了解了哈西算法的概念，那么他有什么优点，才会有这么多人去使用它呢？

首先要提的是，他的不可逆性，这样对于被加密的对象来说是安全的，例如之前举例的图片缓存问题，对于盗图的人来说就是致命的打击，并且他的计算结果是是唯一的，也不用担心计算的结果相同导致的图片加载错乱的问题。

哈西算法最大的优势就是在一定范围内（前提），查找速度相当的快，比方说，我们刚开始学Java的时候，老师留的题目：

请找出数组（列表）中 对象 a的索引位置?

so easy，于是迅速的写下了解决方案：

// 保存最小值
int index；
for（object o:循环列表）{
    if（o.equals(a)）{
        max = number;
        break;
    }
}
// 得到结果
System.println("对象a的索引值是：" + index);

这是一个典型的线性查询，我们查询的最大次数，是这个数组或列表的长度，如果说这个长度特别大，几百万，几千万甚至更大（例如我们的电脑或者是手机内存），卧草草，那我不是要查到明年。

如果用哈西算法会怎么样呢？ 首先我们先为对象a通过哈西算法得到一个标识，而这个标识会对应唯一的位置，当我们需要查找对象a的位置的时候，直接用标识去查找就可以了。

还是直接拿生活中的例子吧：

出去旅游，到了酒店去前台查房间号，我需要告诉前台我的身份证号：

1、如果前台使用的线性查找，那就一个一个房间比对吧，如果这个酒店够大，房间够多，我觉得我可以等到天亮。

2、如果对象使用的哈西算法查找，直接告诉你，我们把你的身份证号经过哈西算法计算，您对应的房间就是xxx。

是不是方便快捷，但是哈西算法也不是万能的：

1、首先要看哈西算法的复杂度是不是大大高于你的最大查找次数，造成查找效率低下。

2、大部分我们需要自己定义哈希表来保存一些东西，这样就很难确保计算的哈希值的唯一性，所以对于算法的要求还是很高的。

总结#

ok，我们就先来初步了解一下哈西算法到底是个什么东西，他有什么优点，我们能用来干什么，这一篇的目的就达到了，之后我们来看看Java是怎么使用哈西算法的。