各种字符串Hash函数比较

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);
}

转载自：http://www.byvoid.com/blog/string-hash-compare/

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暴雪公司有个经典的字符串的hash公式 

先提一个简单的问题，假如有一个庞大的字符串数组，然后给你一个单独的字符串，让你从这个数组中查找是否有这个字符串并找到它，你会怎么做？ 

有一个方法最简单，老老实实从头查到尾，一个一个比较，直到找到为止，我想只要学过程序设计的人都能把这样一个程序作出来，但要是有程序员把这样的程序交给用户，我只能用无语来评价，或许它真的能工作，但...也只能如此了。 

最合适的算法自然是使用HashTable（哈希表），先介绍介绍其中的基本知识，所谓Hash，一般是一个整数，通过某种算法，可以把一个字符串"压缩" 成一个整数，这个数称为Hash，当然，无论如何，一个32位整数是无法对应回一个字符串的，但在程序中，两个字符串计算出的Hash值相等的可能非常小，下面看看在MPQ中的Hash算法

unsigned long HashString(char *lpszFileName, unsigned long dwHashType) 
{ 
unsigned char *key = (unsigned char *)lpszFileName; 
unsigned long seed1 = 0x7FED7FED, seed2 = 0xEEEEEEEE; 
int ch; 

while(*key != 0) 
{ 
ch = toupper(*key ); 

seed1 = cryptTable[(dwHashType < < 8) ch] ^ (seed1 seed2); 
seed2 = ch seed1 seed2 (seed2 < < 5) 3; 
} 
return seed1; 
} 
 Blizzard的这个算法是非常高效的，被称为"One-Way Hash"，举个例子，字符串"unitneutralacritter.grp"通过这个算法得到的结果是0xA26067F3。 是不是把第一个算法改进一下，改成逐个比较字符串的Hash值就可以了呢，答案是，远远不够，要想得到最快的算法，就不能进行逐个的比较，通常是构造一个哈希表(Hash Table)来解决问题，哈希表是一个大数组，这个数组的容量根据程序的要求来定义，例如1024，每一个Hash值通过取模运算 (mod)对应到数组中的一个位置，这样，只要比较这个字符串的哈希值对应的位置又没有被占用，就可以得到最后的结果了，想想这是什么速度？是的，是最快的O(1)，现在仔细看看这个算法吧 
int GetHashTablePos(char *lpszString, SOMESTRUCTURE *lpTable, int nTableSize) 
{ 
int nHash = HashString(lpszString), nHashPos = nHash % nTableSize; 

if (lpTable[nHashPos].bExists && !strcmp(lpTable[nHashPos].pString, lpszString)) 
return nHashPos; 
else 
return -1; //Error value 
} 

看到此，我想大家都在想一个很严重的问题："假如两个字符串在哈希表中对应的位置相同怎么办？",究竟一个数组容量是有限的，这种可能性很大。解决该问题的方法很多，我首先想到的就是用"链表",感谢大学里学的数据结构教会了这个百试百灵的法宝，我碰到的很多算法都可以转化成链表来解决，只要在哈希表的每个入口挂一个链表，保存所有对应的字符串就OK了。 

事情到此似乎有了完美的结局，假如是把问题独自交给我解决，此时我可能就要开始定义数据结构然后写代码了。然而Blizzard的程序员使用的方法则是更精妙的方法。基本原理就是：他们在哈希表中不是用一个哈希值而是用三个哈希值来校验字符串。 

中国有句古话"再一再二不能再三再四"，看来Blizzard也深得此话的精髓，假如说两个不同的字符串经过一个哈希算法得到的入口点一致有可能，但用三个不同的哈希算法算出的入口点都一致，那几乎可以肯定是不可能的事了，这个几率是1:18889465931478580854784，大概是10的 22.3次方分之一，对一个游戏程序来说足够安全了。 

现在再回到数据结构上，Blizzard使用的哈希表没有使用链表，而采用"顺延"的方式来解决问题，看看这个算法： 
int GetHashTablePos(char *lpszString, MPQHASHTABLE *lpTable, int nTableSize) 
{ 
const int HASH_OFFSET = 0, HASH_A = 1, HASH_B = 2; 
int nHash = HashString(lpszString, HASH_OFFSET); 
int nHashA = HashString(lpszString, HASH_A); 
int nHashB = HashString(lpszString, HASH_B); 
int nHashStart = nHash % nTableSize, nHashPos = nHashStart; 

while (lpTable[nHashPos].bExists) 
{ 
if (lpTable[nHashPos].nHashA == nHashA && lpTable[nHashPos].nHashB == nHashB) 
return nHashPos; 
else 
nHashPos = (nHashPos 1) % nTableSize; 

if (nHashPos == nHashStart) 
break; 
} 

return -1; //Error value 
} 

1. 计算出字符串的三个哈希值（一个用来确定位置，另外两个用来校验) 2. 察看哈希表中的这个位置 3. 哈希表中这个位置为空吗？假如为空，则肯定该字符串不存在，返回 4. 假如存在，则检查其他两个哈希值是否也匹配，假如匹配，则表示找到了该字符串，返回 5. 移到下一个位置，假如已经越界，则表示没有找到，返回 6. 看看是不是又回到了原来的位置，假如是，则返回没找到 7. 回到3 怎么样，很简单的算法吧，但确实是天才的idea, 其实最优秀的算法往往是简单有效的算法。

转载自：http://hi.baidu.com/ridgehk/blog/item/ccf12bf8ef850703d8f9fde8.html