hashtable是一种非常实用的数据结构，尤其数据量相当大的时候，当然其中很关键的一点是hash算法。之前看redis数据库源码它里面实现hash的算法为murmurhash3，后来发现了这个xxhash。它的hash速度要比前者更快，而且散列效果也同样相当出色，当然此算法也有不足之处：64位hash只在64位程序跑很快，而且代码相比前者代码多，所以我基于此hash算法尝试写了一个hashtable。

当前代码实现了创建、查找、添加、删除、获取所有元素、重哈希和自定义比较函数。有引用(key拷贝数据value拷贝指针)拷贝(key拷贝数据value拷贝数据)两种模式可选。自动扩缩容，负载均衡(内部存在两张表，不会扩容rehash导致某单次速度过慢)。C/C++、windows和linux通用，需要说明以下几点：

1. 表起始容量和负载因子默认为hashtable.h内的DEFAULT_CAPACITY和MAX_LOAD_FACTOR(扩容点)、MIN_LOAD_FACTOR(缩容点)宏控制，hash种子默认创建表为time(0)。也可以之后通过htrh接口重新设置

2. 创建时有拷贝和引用两种方式选择(通过枚举enum {REF_MODE = 0, COPY_MODE}设置)，拷贝模式会拷贝key和value数据，引用模式会拷贝key数据和value数据指针(外部value数据改变表内数据也会同时改变)。

3. 添加有两个接口htset(成功时返回0，如果key值相同会发生覆盖同时返回1)和htsetnx(成功时返回0，如果key值相同不覆盖同时返回-1)。

4. 获取所有元素也分拷贝和引用两种模式，都返回一个元素指针数组。前者指针指向复制数据，后者指向表内数据。两者都有内部内存申请。

5. 可以通过ht_set_compare_func设置自定义键值比较方法，默认为memcmp。

6. 扩容方面我参考了redis哈希表的扩容思想，内部存在两个表，扩容时不会一次将所有数据重新拷贝，而是每次逐元素拷贝，平摊效率以追求更好的负载均衡。

所有功能都有简单的测试代码，DEBUG模式有单次速度统计和结果校验，性能测试(8起始容量0.75/0.15负载因子)随机选取一百万条16字节key和16字节value分别连续插入、查询、获取所有元素、重哈希和删除(代码都可自由设置，详细请看test_hash.c内代码)。下面是性能测试结果仅供参考(电脑配置i5-3470 3.20 GHz Linux64位):

DEBUG模式

RELEASE模式

上面结果由于随机数据和不同hash种子可能略有波动。打开debug模式(打开test_hash.c内DEBUG宏或make sample_d)会有10%-20%的性能损失。

然后我这里实现的扩缩容的策略为每次扩大(缩小)一倍，摊还分析插入n个元素时间复杂度应为1+...(n个1)...+1+1+2+4+8...n(假设n是2的幂次方)，其和为3n，所以为线性时间，而且由于将每次扩容后元素转移分摊到每次增删查中，因此可以得到更好的负载均衡。

最后我翻译个(谷歌翻译..)xxhash网站说明供大家看下：

xxHash是一种非常快速的非加密散列算法，其工作速度接近RAM限制。它有两种版本，32位和64位。

该基准测试使用Austin Appleby的开源SMHasher程序，在Windows 7 32位单线程模式下使用Visual C编译。 参考系统使用Core 2 Duo @ 3.0GHz

NameSpeedQualityAuthor

xxHash

5.4 GB/s

10

Y.C.

MurmurHash 3a

2.7 GB/s

10

Austin Appleby

SBox

1.4 GB/s

9

Bret Mulvey

Lookup3

1.2 GB/s

9

Bob Jenkins

CityHash64

1.05 GB/s

10

Pike & Alakuijala

FNV

0.55 GB/s

5

Fowler, Noll, Vo

CRC32

0.43 GB/s

9

MD5-32

0.33 GB/s

10

Ronald L.Rivest

SHA1-32

0.28 GB/s

10

Q.Score是散列函数质量的度量。 这取决于成功通过SMHasher测试集。 10是一个完美的分数。 分数<5的算法未在此表中列出。

由于Mathias Westerdahl的贡献，创建了新版本XXH64，该版本为64位系统提供了卓越的速度和分散性。 但请注意，使用32位版本，32位应用程序的运行速度仍将更快。

在Linux Mint 64位上使用GCC 4.8.2编译的SMHasher速度测试。 参考系统使用Core i5-3340M @ 2.7GHz

VersionSpeed on 64-bitsSpeed on 32-bits

XXH64

13.8 GB/s

1.9 GB/s

XXH32

6.8 GB/s

6.0 GB/s