php hash算法实例分享
Hash Table是PHP的核心，这话一点都不过分。
在php编程中，PHP的数组、关联数组、对象属性、函数表、符号表等都是用HashTable来做为容器的。
PHP的HashTable采用的拉链法来解决冲突, 这个自不用多说, PHP的Hash算法, 和这个算法本身透露出来的一些思想。
PHP的Hash采用的是目前最为普遍的DJBX33A (Daniel J. Bernstein, Times 33 with Addition), 这个算法被广泛运用与多个软件项目,Apache, Perl和Berkeley DB等.
对于字符串而言这是目前最好的哈希算法，原因在于该算法的速度非常快，而且分类非常好(冲突小,分布均匀).
算法的核心思想:
hash(i) = hash(i-1) * 33 + str[i]
在zend_hash.h中，可以找到在PHP中的这个算法:
static inline ulong zend_inline_hash_func(char *arKey, uint nKeyLength)
{
register ulong hash = 5381;
/* variant with the hash unrolled eight times */
for (; nKeyLength >= 8; nKeyLength -= {
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++;
}
switch (nKeyLength) {
case 7: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case 6: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case 5: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case 4: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case 3: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case 2: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case 1: hash = ((hash << 5) + hash) + *arKey++; break;
case 0: break;
EMPTY_SWITCH_DEFAULT_CASE()
}
return hash;
}
相比在Apache和Perl中直接采用的经典Times 33算法:
# Return the hashed value of a string: $hash = perlhash("key")
# (Defined by the PERL_HASH macro in hv.h)
sub perlhash
{
$hash = 0;
foreach (split //, shift) {
$hash = $hash*33 + ord($_);
}
return $hash;
}
在PHP的hash算法中，可以看出很处细致的不同.
首先，最为不同的是PHP中并没有使用直接乘33，而是采用了:
hash << 5 + hash
这样当然会比用乘快了。
注意，使用的unrolled, 看过讲Discuz的缓存机制, 其中就有一条说是Discuz会根据帖子的热度不同采用不同的缓存策略, 根据用户习惯,而只缓存帖子的第一页(因为很少有人会翻帖子).
于此类似的思想, PHP鼓励8位一下的字符索引, 他以8为单位使用unrolled来提高效率, 这不得不说也是个很细节的,很细致的地方.
另外，还有inline, register变量 … 可以看出PHP的开发者在hash的优化上也是煞费苦心
最后，hash的初始值设置成了5381, 相比在Apache中的times算法和Perl中的Hash算法(都采用初始hash为0), 为什么选5381呢?
5381的一些特性:
Magic Constant 5381:
1. odd number
2. prime number
3. deficient number
基于此，这个初始值的选定能提供更好的分类。
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