「java哈希运算」哈希函数运算
今天给各位分享java哈希运算的知识，其中也会对哈希函数运算进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
本文目录一览：
- 1、详解java中hashcode什么时候用，怎么用？
- 2、关于Java的地址值和哈希值？
- 3、java怎么通过hash算法比对对象是否修改
- 4、java 1.哈希算法的实现：
- 5、哈希函数的本质及生成方式
详解java中hashcode什么时候用，怎么用？
有许多人学了很长时间的Java，但一直不明白hashCode方法的作用， \x0d\x0a我来解释一下吧。首先，想要明白hashCode的作用，你必须要先知道Java中的集合。 \x0d\x0a总的来说，Java中的集合（Collection）有两类，一类是List，再有一类是Set。 \x0d\x0a你知道它们的区别吗？前者集合内的元素是有序的，元素可以重复；后者元素无序，但元素不可重复。 \x0d\x0a那么这里就有一个比较严重的问题了：要想保证元素不重复，可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢？ \x0d\x0a这就是Object.equals方法了。但是，如果每增加一个元素就检查一次，那么当元素很多时，后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。 \x0d\x0a也就是说，如果集合中现在已经有1000个元素，那么第1001个元素加入集合时，它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。 \x0d\x0a于是，Java采用了哈希表的原理。哈希（Hash）实际上是个人名，由于他提出一哈希算法的概念，所以就以他的名字命名了。 \x0d\x0a哈希算法也称为散列算法，是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。如果详细讲解哈希算法，那需要更多的文章篇幅，我在这里就不介绍了。 \x0d\x0a初学者可以这样理解，hashCode方法实际上返回的就是对象存储的物理地址（实际可能并不是）。 \x0d\x0a这样一来，当集合要添加新的元素时，先调用这个元素的hashCode方法，就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。 \x0d\x0a如果这个位置上没有元素，它就可以直接存储在这个位置上，不用再进行任何比较了；如果这个位置上已经有元素了， \x0d\x0a就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就散列其它的地址。 \x0d\x0a所以这里存在一个冲突解决的问题。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了，几乎只需要一两次。 \x0d\x0a所以，Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的： \x0d\x0a1、如果两个对象相同，那么它们的hashCode值一定要相同；2、如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同 上面说的对象相同指的是用eqauls方法比较。 \x0d\x0a你当然可以不按要求去做了，但你会发现，相同的对象可以出现在Set集合中。同时，增加新元素的效率会大大下降。hashcode这个方法是用来鉴定2个对象是否相等的。 那你会说，不是还有equals这个方法吗？ 不错，这2个方法都是用来判断2个对象是否相等的。但是他们是有区别的。 一般来讲，equals这个方法是给用户调用的，如果你想判断2个对象是否相等，你可以重写equals方法，然后在代码中调用，就可以判断他们是否相等 了。简单来讲，equals方法主要是用来判断从表面上看或者从内容上看，2个对象是不是相等。举个例子，有个学生类，属性只有姓名和性别，那么我们可以 认为只要姓名和性别相等，那么就说这2个对象是相等的。 hashcode方法一般用户不会去调用，比如在hashmap中，由于key是不可以重复的，他在判断key是不是重复的时候就判断了hashcode 这个方法，而且也用到了equals方法。这里不可以重复是说equals和hashcode只要有一个不等就可以了！所以简单来讲，hashcode相 当于是一个对象的编码，就好像文件中的md5，他和equals不同就在于他返回的是int型的，比较起来不直观。我们一般在覆盖equals的同时也要 覆盖hashcode，让他们的逻辑一致。举个例子，还是刚刚的例子，如果姓名和性别相等就算2个对象相等的话，那么hashcode的方法也要返回姓名 的hashcode值加上性别的hashcode值，这样从逻辑上，他们就一致了。 要从物理上判断2个对象是否相等，用==就可以了。
关于Java的地址值和哈希值？
1、hashCode的存在主要是用于查找的快捷性，如Hashtable，HashMap等，hashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址的；
2、如果两个对象相同，就是适用于equals(java.lang.Object) 方法，那么这两个对象的hashCode一定要相同；
3、如果对象的equals方法被重写，那么对象的hashCode也尽量重写，并且产生hashCode使用的对象，一定要和equals方法中使用的一致，否则就会违反上面提到的第2点；
4、两个对象的hashCode相同，并不一定表示两个对象就相同，也就是不一定适用于equals(java.lang.Object) 方法，只能够说明这两个对象在散列存储结构中，如Hashtable，他们“存放在同一个篮子里”
java怎么通过hash算法比对对象是否修改
java使用哈希值判断通过hash算法比对对象是否修改。根据查询相关公开信息显示，使用string.GetHashCode()方法，将用户对象序列化成字符串，用string.GetHashCode()方法，获取字符串的哈希值，当用户点击保存按钮保存数据时即可判断对象是否修改。
java 1.哈希算法的实现：
public class Test { /*创建类*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println(dg(100));
}
static int dg(int i) { /*定义变量 */
int sum;
if (i == 1) /*假设条件*/
return 1;
else
sum = i + dg(i - 1); /*1~100的和的表达式*/
return sum; /*返回结果*/
}
}
这个脚本语言为 Internet 应用而生，它可以看作是 Haskell 和 Java 的结合。
哈希函数的本质及生成方式
哈希表与哈希函数
说到哈希表，其实本质上是一个数组。通过前面的学习我们知道了，如果要访问一个数组中某个特定的元素，那么需要知道这个元素的索引。例如，我们可以用数组来记录自己好友的电话号码，索引 0 指向的元素记录着 A 的电话号码，索引 1 指向的元素记录着 B 的电话号码，以此类推。
而当这个数组非常大的时候，全凭记忆去记住哪个索引记录着哪个好友的号码是非常困难的。这时候如果有一个函数，可以将我们好友的姓名作为一个输入，然后输出这个好友的号码在数组中对应的索引，是不是就方便了很多呢？这样的一种函数，其实就是哈希函数。哈希函数的定义是将任意长度的一个对象映射到一个固定长度的值上，而这个值我们可以称作是哈希值（Hash Value）。
哈希函数一般会有以下三个特性：
任何对象作为哈希函数的输入都可以得到一个相应的哈希值；
两个相同的对象作为哈希函数的输入，它们总会得到一样的哈希值；
两个不同的对象作为哈希函数的输入，它们不一定会得到不同的哈希值。
对于哈希函数的前两个特性，比较好理解，但是对于第三种特性，我们应该如何解读呢？那下面就通过一个例子来说明。
我们按照 Java String 类里的哈希函数公式（即下面的公式）来计算出不同字符串的哈希值。String 类里的哈希函数是通过 hashCode 函数来实现的，这里假设哈希函数的字符串输入为 s，所有的字符串都会通过以下公式来生成一个哈希值：
这里为什么是“31”？下面会讲到哦~
注意：下面所有字符的数值都是按照 ASCII 表获得的，具体的数值可以在这里查阅。
如果我们输入“ABC”这个字符串，那根据上面的哈希函数公式，它的哈希值则为：
在什么样的情况下会体现出哈希函数的第三种特性呢？我们再来看看下面这个例子。现在我们想要计算字符串 "Aa" 和 "BB" 的哈希值，还是继续套用上面的的公式。
"Aa" 的哈希值为：
"Aa" = 'A' * 31 + 'a' = 65 * 31 + 97 = 2112
"BB" 的哈希值为：
"BB" = 'B' * 31 + 'B' = 66 * 31 + 66 = 2112
可以看到，不同的两个字符串其实是会输出相同的哈希值出来的，这时候就会造成哈希碰撞，具体的解决方法将会在第 07 讲中详细讨论。
需要注意的是，虽然 hashCode 的算法里都是加法，但是算出来的哈希值有可能会是一个负数。
我们都知道，在计算机里，一个 32 位 int 类型的整数里最高位如果是 0 则表示这个数是非负数，如果是 1 则表示是负数。
如果当字符串通过计算算出的哈希值大于 232-1 时，也就是大于 32 位整数所能表达的最大正整数了，则会造成溢出，此时哈希值就变为负数了。感兴趣的小伙伴可以按照上面的公式，自行计算一下“19999999999999999”这个字符串的哈希值会是多少。
hashCode 函数中的“魔数”（Magic Number）
细心的你一定发现了，上面所讲到的 Java String 类里的 hashCode 函数，一直在使用一个 31 这样的正整数来进行计算，这是为什么呢？下面一起来研究一下 Java Openjdk-jdk11 中 String.java 的源码（源码链接），看看这么做有什么好处。
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0 value.length 0) {
hash = h = isLatin1() ? StringLatin1.hashCode(value)
: StringUTF16.hashCode(value);
}
return
可以看到，String 类的 hashCode 函数依赖于 StringLatin1 和 StringUTF16 类的具体实现。而 StringLatin1 类中的 hashCode 函数（源码链接）和 StringUTF16 类中的 hashCode 函数（源码链接）所表达的算法其实是一致的。
StringLatin1 类中的 hashCode 函数如下面所示：
public static int hashCode(byte[] value) {
int h = 0;
for (byte v : value) {
h = 31 * h + (v 0xff);
}
return h
StringUTF16 类中的 hashCode 函数如下面所示：
public static int hashCode(byte[] value) {
int h = 0;
int length = value.length 1;
for (int i = 0; i length; i++) {
h = 31 * h + getChar(value, i);
}
return h
一个好的哈希函数算法都希望尽可能地减少生成出来的哈希值会造成哈希碰撞的情况。
Goodrich 和 Tamassia 这两位计算机科学家曾经做过一个实验，他们对超过 50000 个英文单词进行了哈希值运算，并使用常数 31、33、37、39 和 41 作为乘数因子，每个常数所算出的哈希值碰撞的次数都小于 7 个。但是最终选择 31 还是有着另外几个原因。
从数学的角度来说，选择一个质数（Prime Number）作为乘数因子可以让哈希碰撞减少。其次，我们可以看到在上面的两个 hashCode 源码中，都有着一条 31 * h 的语句，这条语句在 JVM 中其实都可以被自动优化成“(h 5) - h”这样一条位运算加上一个减法指令，而不必执行乘法指令了，这样可以大大提高运算哈希函数的效率。
所以最终 31 这个乘数因子就被一直保留下来了。
区块链挖矿的本质
通过上面的学习，相信你已经对哈希函数有了一个比较好的了解了。可能也发现了，哈希函数从输入到输出，我们可以按照函数的公式算法，很快地计算出哈希值。但是如果告诉你一个哈希值，即便给出了哈希函数的公式也很难算得出原来的输入到底是什么。例如，还是按照上面 String 类的 hashCode 函数的计算公式：
如果告诉了你哈希值是 123456789 这个值，那输入的字符串是什么呢？我们想要知道答案的话，只能采用暴力破解法，也就是一个一个的字符串去尝试，直到尝试出这个哈希值为止。
对于区块链挖矿来说，这个“矿”其实就是一个字符串。“矿工”，也就是进行运算的计算机，必须在规定的时间内找到一个字符串，使得在进行了哈希函数运算之后得到一个满足要求的值。
我们以比特币为例，它采用了 SHA256 的哈希函数来进行运算，无论输入的是什么，SHA256 哈希函数的哈希值永远都会是一个 256 位的值。而比特币的奖励机制简单来说是通过每 10 分钟放出一个哈希值，让“矿工们”利用 SHA256(SHA256(x)) 这样两次的哈希运算，来找出满足一定规则的字符串出来。
比方说，比特币会要求找出通过上面 SHA256(SHA256(x)) 计算之后的哈希值，这个 256 位的哈希值中的前 50 位都必须为 0 ，谁先找到满足这个要求的输入值 x，就等于“挖矿”成功，给予奖励一个比特币。我们知道，即便知道了哈希值，也很难算出这个 x 是什么，所以只能一个一个地去尝试。而市面上所说的挖矿机，其原理是希望能提高运算的速度，让“矿工”尽快地找到这个 x 出来。
java哈希运算的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于哈希函数运算、java哈希运算的信息别忘了在本站进行查找喔。