为 BitArray 生成良好的哈希码 (GetHashCode)

Question

我需要在 GetHashCode 中为 BitArray 生成快速哈希码。我有一个字典，其中键是 BitArray，并且所有 BitArray 的长度都相同。

有谁知道一种从可变位数生成良好哈希的快速方法，就像在这种情况下一样？

更新：

我最初采用的方法是直接通过反射访问内部整数数组（在这种情况下速度比封装更重要），然后对这些值进行异或。 XOR 方法似乎工作得很好，即在字典中搜索时，我的“Equals”方法没有被过度调用：

    public int GetHashCode(BitArray array)
    {
        int hash = 0;
        foreach (int value in array.GetInternalValues())
        {
            hash ^= value;
        }
        return hash;
    }

但是，Mark Byers 建议的方法以及 StackOverflow 上其他地方看到的方法稍好一些（16570 Equals 调用 vs 16608 的 XOR 调用）我的测试数据）。请注意，此方法修复了前一种方法中的一个错误，即超出位数组末尾的位可能会影响哈希值。如果减少位数组的长度，则可能会发生这种情况。

    public int GetHashCode(BitArray array)
    {
        UInt32 hash = 17;
        int bitsRemaining = array.Length;
        foreach (int value in array.GetInternalValues())
        {
            UInt32 cleanValue = (UInt32)value;
            if (bitsRemaining < 32)
            {
                //clear any bits that are beyond the end of the array
                int bitsToWipe = 32 - bitsRemaining;
                cleanValue <<= bitsToWipe;
                cleanValue >>= bitsToWipe;
            }

            hash = hash * 23 + cleanValue;
            bitsRemaining -= 32;
        }
        return (int)hash;
    }

GetInternalValues 扩展方法的实现如下：

public static class BitArrayExtensions
{
    static FieldInfo _internalArrayGetter = GetInternalArrayGetter();

    static FieldInfo GetInternalArrayGetter()
    {
        return typeof(BitArray).GetField("m_array", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
    }

    static int[] GetInternalArray(BitArray array)
    {
        return (int[])_internalArrayGetter.GetValue(array);
    }

    public static IEnumerable<int> GetInternalValues(this BitArray array)
    {
        return GetInternalArray(array);
    }

... more extension methods
}

欢迎提出任何改进建议！

Answer 1

在字典中充当键是一个糟糕的类。实现 GetHashCode() 的唯一合理方法是使用其 CopyTo() 方法将位复制到 byte[] 中。这不太好，它会产生大量垃圾。

请求、窃取或借用 BitVector32 来代替。它有一个很好的 GetHashCode() 实现。如果您的数组超过 32 位，请考虑旋转您自己的类，这样您就可以访问底层数组而无需复制。

Answer 2

如果位数组为 32 位或更短，则只需将它们转换为 32 位整数（如有必要，用零位填充）。

如果它们可以更长，那么您可以将它们转换为一系列 32 位整数并对它们进行异或，或者更好：使用有效 Java 中描述的算法。

public int GetHashCode()
{
    int hash = 17;
    hash = hash * 23 + field1.GetHashCode();
    hash = hash * 23 + field2.GetHashCode();
    hash = hash * 23 + field3.GetHashCode();
    return hash;
}

取自此处。 field1、field2分别对应前32位、后32位等。