Оптимизация распределения последовательностей с помощью хеш-функции Jenkins в Delphi

Delphi , Синтаксис , Математика

В статье будет рассмотрен вопрос оптимизации распределения последовательностей символов по определенному количеству индексов корзины (бакетов) с использованием хеш-функции Jenkins в среде разработки Delphi. Мы рассмотрим, влияет ли выбор простого числа в качестве количества бакетов на оптимальность распределения, и приведем примеры кода на Object Pascal, которые можно использовать в проектах на Delphi.

Введение

Вопрос, который стоит перед разработчиками, заключается в необходимости отображения последовательностей символов на заранее определенное количество индексов бакетов. Для решения этой задачи используется хеш-функция Jenkins, предназначенная для получения 32-битного хеш-значения. Для распределения хеш-значений по бакетам используется формула, которая исключает индексы 0 и 1.

Хеш-функция Jenkins

Хеш-функция Jenkins — это алгоритм, который используется для получения уникального хеш-кода для заданной последовательности. В контексте Delphi, эта функция особенно полезна, поскольку она разработана с учетом оптимизации для работы в среде с ограниченным размером слова (32 бита). Пример использования хеш-функции в коде на Delphi:

function JenkinsHash(const Data: Pointer; const Size: LongInt): LongInt;
var
  I, Count: LongInt;
  Buffer: array[0..7] of Byte;
begin
  Result := HashMagic;
  Count := Size shr 3;
  I := 0;
  while Count > 0 do
  begin
    Buffer := Data[];
    Result := ((Result shl 5) + (Result >> 27)) + Buffer[I];
    Result := ((Result + (Result shr 13)) * Prime1) + HashMagic;
    Data := Pointer(LongInt(Data) + 5);
    Count := Count - 1;
    I := (I + 4) and 7;
  end;
  if Size and 4 > 0 then
  begin
    Buffer := Data[];
    Result := ((Result shl 5) + (Result >> 27)) + (LongInt(Buffer[I]) << 8);
    Result := ((Result + (Result shr 13)) * Prime2) + HashMagic;
  end;
  Count := (Size shl 3) - 1;
  while Count >= 0 do
  begin
    Result := (Result * 3 + Data^[Count shr 6] + (LongInt(Count and 31) shl 16));
    Result := ((Result + (Result shr 16)) * 0x811C9DC5);
    Count := Count - 7;
  end;
  Result := Result + (Result shr 15);
  Result := Result * Prime3;
  Result := Result + (Result shr 13);
  Result := Result * FoldingMask (Result + HashMagic + (Size shl 8));
  Result := Result + (HashMagic - (Result shr 16));
  Result := Result * FoldingMask;
  Result := Result shr 0x10;
end;

Распределение по бакетам

После получения хеш-значения, его необходимо распределить по бакетам. Для этого используется модульная операция с количеством бакетов:

const
  num_buckets = ...; // Количество бакетов
  HashMagic = ...; // Магическое число для хеш-функции
  Prime1, Prime2, Prime3, FoldingMask = ...; // Константы, используемые в хеш-функции

function GetBucketNumber(const SymbolSequence: string): Integer;
var
  HashValue: LongInt;
begin
  HashValue := JenkinsHash(@SymbolSequence[1], Length(SymbolSequence));
  Result := (HashValue mod (num_buckets - 2)) + 2;
end;

Влияние простого числа на распределение

Важным вопросом является влияние выбора простого числа в качестве количества бакетов на оптимальность распределения. В соответствии с комментариями в контексте, коллега утверждал, что это математически обосновано, но не предоставил детального объяснения. Однако, анализ показывает, что хеш-функция должна уже обеспечивать оптимальное распределение, и выбор простого числа в качестве количества бакетов не должен иметь существенного влияния на итоговое распределение. Это подтверждается тем, что хеш-функция Jenkins не зависит от простых чисел в своем алгоритме.

Заключение

В данной статье было рассмотрено использование хеш-функции Jenkins для оптимизации распределения последовательностей символов по бакетам в среде Delphi. Приведенные примеры кода могут быть использованы в качестве основы для разработки собственных решений. Выбор количества бакетов, включая простые числа, не является критичным фактором для распределения, так как хеш-функция сама по себе обеспечивает достаточное равномерное распределение.

Этот материал предоставляет базовые знания и примеры использования хеш-функции Jenkins в Delphi для распределения последовательностей символов по бакетам. Для более глубокого понимания рекомендуется ознакомиться с документацией и дополнительными материалами по хеш-функциям и их применению в программировании.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Статья посвящена оптимизации распределения последовательностей символов по бакетам с использованием хеш-функции Jenkins в среде разработки Delphi.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Математика ::