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Murmur哈希

MurmurHash 是一種非加密型哈希函數，適用於一般的哈希檢索操作。[1][2][3]由Austin Appleby在2008年發明，[4][5] 並出現了多個變種，[6] 都已經發布到了公有領域(public domain)。與其它流行的哈希函數相比，對於規律性較強的key，MurmurHash的隨機分布特徵表現更良好。[7]

變種

當前的版本是MurmurHash3，[8][9] 能夠產生出32-bit或128-bit哈希值。

較早的MurmurHash2[10]能產生32-bit或64-bit哈希值。對於大端存儲和強制對齊的硬件環境有一個較慢的MurmurHash2可以用。MurmurHash2A 變種增加了Merkle–Damgård 構造，所以能夠以增量方式調用。 有兩個變種產生64-bit哈希值：MurmurHash64A，為64位處理器做了優化；MurmurHash64B，為32位處理器做了優化。MurmurHash2-160用於產生160-bit 哈希值，而MurmurHash1已經不再使用。

實現

最初的實現是C++的，但是被移植到了其他的流行語言上，包括 Python,[11] C,[12] C#,[9][13] Perl,[14] Ruby,[15] PHP,[16] Haskell,[17]、Scala[18]、Java[19][20]和JavaScript[21][22]等。

這個算法已經被若干開源計劃所採納，最重要的有libstdc++ (4.6版)、Perl[23]、nginx (不早於1.0.1版)[24]、Rubinius[25]、 libmemcached (Memcached的C語言客戶端驅動)[26]、maatkit[27]、Hadoop[1]、Kyoto Cabinet[28]以及RaptorDB[29]。

算法

Murmur3_32(key, len, seed)
    c1   0xcc9e2d51
    c2   0x1b873593
    r1   15
    r2   13
    m   5
    n   0xe6546b64
 
    hash   seed

    for each fourByteChunk of key
        k   fourByteChunk

        k   k * c1
        k   (k << r1) OR (k >> (32-r1))
        k   k * c2

        hash   hash XOR k
        hash   (hash << r2) OR (hash >> (32-r2))
        hash   hash * m + n

    with any remainingBytesInKey
        remainingBytes   SwapEndianOrderOf(remainingBytesInKey)
        remainingBytes   remainingBytes * c1
        remainingBytes   (remainingBytes << r1) OR (remainingBytes >> (32 - r1))
        remainingBytes   remainingBytes * c2

        hash   hash XOR remainingBytes
 
    hash   hash XOR len

    hash   hash XOR (hash >> 16)
    hash   hash * 0x85ebca6b
    hash   hash XOR (hash >> 13)
    hash   hash * 0xc2b2ae35
    hash   hash XOR (hash >> 16)

參考

  1. ^ 1.0 1.1 Hadoop in Java. Hbase.apache.org. 24 July 2011 [13 January 2012]. （原始內容存檔於2012年1月12日）. 
  2. ^ Chouza et al （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
  3. ^ Couceiro et al. (PDF). [13 January 2012]. （原始內容存檔 (PDF)於2015-09-24） （葡萄牙語）. 
  4. ^ MurmurHash on GooglePages. Murmurhash.googlepages.com. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2009-08-26）. 
  5. ^ Tanjent (tanjent) wrote,3 March 2008 13:31:00. MurmurHash first announcement. Tanjent.livejournal.com. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2020-11-09）. 
  6. ^ MurmurHash2-160. Simonhf.wordpress.com. 25 September 2010 [13 January 2012]. （原始內容存檔於2019-04-15）. 
  7. ^ Which hashing algorithm is best for uniqueness and speed. stackexchange.com. [2013-04-24]. （原始內容存檔於2016-07-05）. 
  8. ^ MurmurHash3 on smhasher. [2013-04-24]. （原始內容存檔於2015-09-06）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Horvath, Adam. MurMurHash3, an ultra fast hash algorithm for C# / .NET. Aug 10, 2012 [2013-04-24]. （原始內容存檔於2012-09-30）. 
  10. ^ MurmurHash2 on smhasher. [2013-04-24]. （原始內容存檔於2015-11-25）. 
  11. ^ pyfasthash in Python. Google. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2015-03-21）. 
  12. ^ C implementation in qLibc by Seungyoung Kim. [2013-04-24]. （原始內容存檔於2013-04-15）. 
  13. ^ Landman, Davy. Davy Landman in C#. Landman-code.blogspot.com. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2020-05-07）. 
  14. ^ Toru Maesaka in Perl. Search.cpan.org. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2018-06-14）. 
  15. ^ Bruce Williams <http://codefluency.com>, for Ruby Central <http://rubycentral.org>. Ruby. Rubyforge.org. 3 May 2009 [13 January 2012]. （原始內容存檔於2012年2月23日）. 
  16. ^ Murmurhash3 PHP extension. Murmur.vaizard.org. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2016-03-23）. 
  17. ^ Haskell. Hackage.haskell.org. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2020-10-27）. 
  18. ^ Scala standard library implementation. 14 December 2012. [永久失效連結]
  19. ^ MurmurHash3 in Java （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, part of Guava
  20. ^ Derek Young in Java （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, public domain
  21. ^ raycmorgan (owner). Javascript implementation by Ray Morgan. Gist.github.com. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2019-10-18）. 
  22. ^ garycourt. MurmurHash.js by Gary Court. Github.com. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2020-11-26）. 
  23. ^ perl5176delta. [31 December 2012]. （原始內容存檔於2018-05-24）. 
  24. ^ nginx. [13 January 2012]. （原始內容存檔於2016-05-05）. 
  25. ^ Rubinius. [29 February 2012]. （原始內容存檔於2017-03-13）. 
  26. ^ libmemcached. [2013-04-24]. （原始內容存檔於2020-12-07）. 
  27. ^ maatkit. Google. 24 March 2009 [13 January 2012]. （原始內容存檔於2015-09-30）. 
  28. ^ Kyoto Cabinet specification. Fallabs.com. 4 March 2011 [13 January 2012]. （原始內容存檔於2018-12-28）. 
  29. ^ Gholam, Mehdi. RaptorDB CodeProject page. Codeproject.com. 13 November 2011 [13 January 2012]. （原始內容存檔於2011-12-30）. 
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