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怎么解释 String 类的 hash 值是如何计算的

秋丽君_4768

秋丽君_4768

发布时间:2026-04-29 20:17:18

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来源于php中文网

原创

Java String类的hashCode()返回基于字符串内容的确定性整数,计算公式为s[0]×31^(n−1)+…+s[n−1]×31^0(int运算,空串为0),实际通过h=31*h+char迭代实现,选用31因其为质数且支持位运算优化。

怎么解释 string 类的 hash 值是如何计算的

Java 中 String 类的 hash 值是通过一个确定性的多项式算法计算出来的整数,它不依赖内存地址,只取决于字符串内容本身。每次对同一字符串调用 hashCode(),结果必然相同;不同字符串则尽量产生不同结果,以减少哈希冲突。

核心公式:31 进制加权和

设字符串为 s,长度为 n,其中 s[0] 是首字符、s[n-1] 是末字符(按 ASCII 值参与运算),其 hash 值按如下方式计算:

  • s[0] × 31^(n−1) + s[1] × 31^(n−2) + … + s[n−2] × 31^1 + s[n−1] × 31^0
  • 所有运算使用 int 类型的 32 位有符号整数算术(溢出自动截断)
  • 空字符串的 hash 值定义为 0

实际计算过程是迭代实现的

源码中并非真做幂运算,而是用循环逐步累积:

  • 初始 h = 0
  • 遍历每个字符:h = 31 × h + 当前字符的 ASCII 值
  • 例如 "Hi":
      第一步:h = 31×0 + 'H' = 72
      第二步:h = 31×72 + 'i' = 2232 + 105 = 2337

为什么选 31 作为乘数?

这个数字不是随意定的:

  • 31 是质数,能有效降低因字符排列变化小而造成哈希值重复的概率
  • 31 × h 可被 JVM 优化为 (h (左移 5 位再减自身),提升计算效率
  • 实测在常见字符串分布下,31 比其他小质数(如 29、37)冲突率更低

hash 值会被缓存

String 对象不可变,所以首次调用 hashCode() 后,结果会存入内部字段 hash;后续调用直接返回缓存值,避免重复计算。

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