在Effective Java中的hashCode()实现中使用位移操作

Question

我想知道有没有人能够详细解释以下哈希码实现中的代码：

(int)(l ^ (l >>> 32));

这段代码在以下哈希码实现中起到了什么作用（由Eclipse生成，但与Effective Java相同）：

private int i;
private char c; 
private boolean b;
private short s;
private long l;
private double d;
private float f;

@Override
public int hashCode() {
    final int prime = 31;
    int result = 1;
    result = prime * result + i;
    result = prime * result + s;
    result = prime * result + (b ? 1231 : 1237);
    result = prime * result + c;
    long t = Double.doubleToLongBits(d);
    result = prime * result + (int) (t ^ (t >>> 32));
    result = prime * result + Float.floatToIntBits(f);
    result = prime * result + (int) (l ^ (l >>> 32));
    return result;
}

谢谢！

- Mark Pope

Answer 1

基本上它会对一个长整型的前32位与后32位进行异或运算。以下是详细说明：

// Unsigned shift by 32 bits, so top 32 bits of topBits will be 0,
// bottom 32 bits of topBits will be the top 32 bits of l
long topBits = l >>> 32;

// XOR topBits with l; the top 32 bits will effectively be left
// alone, but that doesn't matter because of the next step. The
// bottom 32 bits will be the XOR of the top and bottom 32 bits of l
long xor = l ^ topBits;

// Convert the long to an int - this basically ditches the top 32 bits
int hash = (int) xor;

回答您的评论：您有一个长整型值，必须将其转换为 int 才能成为哈希的一部分（结果必须仅为 32 位）。您要如何做到这一点？您可以选择只取底部的 32 位 - 但这意味着仅更改顶部 32 位将被忽略，这不会生成很好的哈希。这种方式，单个输入位的更改始终导致哈希的单个位的更改。诚然，您仍然可以轻松地发生碰撞 - 如更改第 7 位和第 39 位或任何其他相隔 32 个位置的一对位 - 但考虑到您从 2⁶⁴ 可能的值到 2³²，这是必然的。

- Jon Skeet

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这样做的原因是什么？不这样做也能得到同样有效的哈希码吗？ - Mark Pope

@Scobal：我已经扩展我的回答以进一步解释。 - Jon Skeet

这里常数31（素数int）的意义是什么？还是我们可以取任何一个素数？ - Diffy

@Diffy：这是一个棘手的问题，在另一个与哈希相关的问题中讨论过，但我现在很难找到。我认为在这种哈希中选择这种类型的常量部分是科学，部分是黑魔法... - Jon Skeet

Answer 2

它需要一个64位数字，将其分成两半，并对这两个半部分进行异或运算（本质上是这样）。

- corsiKa

Answer 3

这段代码需要一个（64位）long类型的变量 l，将其分为两个32位的半部分并进行异或运算，将结果的低32位存入64位结果的底部32位，然后使用(int)强制类型转换仅返回底部32位。

- Alex Martelli