Ist boost::hash_combine die ideale Lösung zum Kombinieren von Hash-Werten?

Eintauchen in Boost::hash_combine: Hash-Werte effektiv kombinieren

Die Funktion boost::hash_combine wurde als effiziente Methode zum Kombinieren von Hash-Werten gelobt. Seine Überlegenheit geht jedoch über die reine Geschwindigkeit hinaus; es sorgt außerdem für eine verbesserte Mischung und Erhaltung der Entropie.

Implementierung und die magische Zahl

Die Funktion, wie im folgenden Codeausschnitt dargestellt, nutzt eine Kombination aus einer internen Hash-Funktion und XOR-Verschiebungen , und eine magische Zahl (0x9e3779b9):

template <class T>
inline void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v)
{
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
}

Probleme mit der ursprünglichen Implementierung

Trotz ihrer weiten Verbreitung war die ursprüngliche Implementierung von boost::hash_combine hinsichtlich der Verteilung nicht optimal. Bei Verwendung in Verbindung mit einer schlecht verteilenden Hash-Funktion wie std::hash könnte es zu einer hohen Anzahl von Kollisionen kommen.

Ein modifizierter Algorithmus für verbessertes Mischen

Während der überarbeitete boost:: hash_combine in Version 1.81 hat diese Verteilungsprobleme behoben. Lassen Sie uns einen alternativen Ansatz erkunden, der eine außergewöhnliche Mischung und Entropieerhaltung bietet:

template <class T>
inline size_t hash_combine(std::size_t& seed, const T& v)
{
    return rotl(seed, std::numeric_limits<size_t>::digits / 3) ^ distribute(std::hash<T>{}(v));
}

Dieser modifizierte Algorithmus verwendet mehrere xor-Verschiebungen und eine Rotationsoperation, um eine überlegene Mischung zu erreichen, was zu … ein gleichmäßiger verteilter Hash.

Fazit

Während boost::hash_combine eine schnelle Option bleibt, bietet der überarbeitete alternative Algorithmus eine verbesserte Mischung und Entropieerhaltung durch die Implementierung mehrerer xor-Verschiebungen und Rotationsoperationen. Für Anwendungen, die umfangreiches Hashing erfordern, ist es aufgrund der geringeren Anzahl von Kollisionen und der verbesserten Verteilung eine zuverlässigere Wahl.

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