diff --git a/.eslintrc.json b/.eslintrc.json index 5c123e3..03e9b7c 100644 --- a/.eslintrc.json +++ b/.eslintrc.json @@ -20,6 +20,8 @@ "func-names": "off", // 允许具名函数 "no-restricted-syntax": "off", // 允许for of "no-constant-condition": "off", // 允许while(true) + "default-case": "off", // 允许switch不写default + "no-fallthrough": "off", // 允许case穿透 "import/extensions": [ "error", "ignorePackages", // 忽略 node_modules 内的包 diff --git a/hash/city-hash.js b/hash/city-hash.js new file mode 100644 index 0000000..6ad38cc --- /dev/null +++ b/hash/city-hash.js @@ -0,0 +1,26 @@ +/** + * cityHash实现 + * @param {string} s 需要计算hash的字符串 + */ +export default function cityHash32(s) { + const seed = 0; + const len = s.length; + let h = len; + let g = seed; + let f = 0; + + for (let i = 0; i < len; i++) { + f += s.charCodeAt(i); + g += f; + h ^= g; + g = ((g << 10) | (g >>> (32 - 10))) >>> 0; + g = ((g + f) >>> 0) * 9 >>> 0; + } + + h ^= g; + h = ((h ^ (h >>> 16)) >>> 0) * 0x85ebca6b >>> 0; + h = ((h ^ (h >>> 13)) >>> 0) * 0xc2b2ae35 >>> 0; + h ^= h >>> 16; + + return h >>> 0; +} diff --git a/hash/index.js b/hash/index.js new file mode 100644 index 0000000..1827f1f --- /dev/null +++ b/hash/index.js @@ -0,0 +1,11 @@ +import cityHash32 from './city-hash.js'; +import murmurhash3 from './murmur-hash3.js'; +import md5 from './md5.js'; +import hashString from './string-hash.js'; + +export { + cityHash32, + murmurhash3, + md5, + hashString, +}; diff --git a/hash/md5.js b/hash/md5.js new file mode 100644 index 0000000..b1d0af6 --- /dev/null +++ b/hash/md5.js @@ -0,0 +1,191 @@ +/* +MD5 算法原理 +MD5 算法将任意长度的数据输入转换为 128 位的哈希值。其主要步骤如下： + +填充消息： + +消息首先被填充，使其长度在模 512 后余数为 448。这通过在消息后添加一个 '1' 位，接着添加必要数量的 '0' 位完成。 +接下来，消息长度（以比特为单位）被附加到消息末尾，这样总长度现在是 512 的倍数。 +初始化 MD 缓冲区： + +一个 128 位的缓冲区（4 个 32 位寄存器）用于存储中间结果和最终的 MD5 哈希值。缓冲区初始化为 4 个特定的常数。 +处理消息的每一个 512 位块： + +对每个 512 位块，使用一系列的位运算（包括左旋转、加法等）和非线性函数，对缓冲区进行迭代更新。 +这个过程包括 4 轮操作，每轮使用不同的非线性函数和一个常数表。 +输出结果： + +最终缓冲区的值被连接起来，形成一个 128 位的哈希值。 +具体操作 +函数 md5cycle：对每个 512 位块进行 64 步操作，这包括4轮非线性函数应用（ff、gg、hh、ii），每轮16步。 +函数 cmn、ff、gg、hh、ii：用于不同轮次的非线性变换。 +函数 md51：处理消息，将其分块并循环调用 md5cycle。 +函数 md5blk：将消息分块，转换为 16 个 32 位整数。 +函数 rhex、hex：将结果转换为 16 进制字符串表示。 +函数 md5：主函数，调用 md51 处理消息并输出最终哈希值。 +希望这个解释能够帮助你理解 MD5 算法的实现及其原理。如果有任何疑问或需要进一步的信息，请告诉我！ +*/ + +function md5cycle(x, k) { + let [a, b, c, d] = x; + + a = ff(a, b, c, d, k[0], 7, -680876936); + d = ff(d, a, b, c, k[1], 12, -389564586); + c = ff(c, d, a, b, k[2], 17, 606105819); + b = ff(b, c, d, a, k[3], 22, -1044525330); + a = ff(a, b, c, d, k[4], 7, -176418897); + d = ff(d, a, b, c, k[5], 12, 1200080426); + c = ff(c, d, a, b, k[6], 17, -1473231341); + b = ff(b, c, d, a, k[7], 22, -45705983); + a = ff(a, b, c, d, k[8], 7, 1770035416); + d = ff(d, a, b, c, k[9], 12, -1958414417); + c = ff(c, d, a, b, k[10], 17, -42063); + b = ff(b, c, d, a, k[11], 22, -1990404162); + a = ff(a, b, c, d, k[12], 7, 1804603682); + d = ff(d, a, b, c, k[13], 12, -40341101); + c = ff(c, d, a, b, k[14], 17, -1502002290); + b = ff(b, c, d, a, k[15], 22, 1236535329); + + a = gg(a, b, c, d, k[1], 5, -165796510); + d = gg(d, a, b, c, k[6], 9, -1069501632); + c = gg(c, d, a, b, k[11], 14, 643717713); + b = gg(b, c, d, a, k[0], 20, -373897302); + a = gg(a, b, c, d, k[5], 5, -701558691); + d = gg(d, a, b, c, k[10], 9, 38016083); + c = gg(c, d, a, b, k[15], 14, -660478335); + b = gg(b, c, d, a, k[4], 20, -405537848); + a = gg(a, b, c, d, k[9], 5, 568446438); + d = gg(d, a, b, c, k[14], 9, -1019803690); + c = gg(c, d, a, b, k[3], 14, -187363961); + b = gg(b, c, d, a, k[8], 20, 1163531501); + a = gg(a, b, c, d, k[13], 5, -1444681467); + d = gg(d, a, b, c, k[2], 9, -51403784); + c = gg(c, d, a, b, k[7], 14, 1735328473); + b = gg(b, c, d, a, k[12], 20, -1926607734); + + a = hh(a, b, c, d, k[5], 4, -378558); + d = hh(d, a, b, c, k[8], 11, -2022574463); + c = hh(c, d, a, b, k[11], 16, 1839030562); + b = hh(b, c, d, a, k[14], 23, -35309556); + a = hh(a, b, c, d, k[1], 4, -1530992060); + d = hh(d, a, b, c, k[4], 11, 1272893353); + c = hh(c, d, a, b, k[7], 16, -155497632); + b = hh(b, c, d, a, k[10], 23, -1094730640); + a = hh(a, b, c, d, k[13], 4, 681279174); + d = hh(d, a, b, c, k[0], 11, -358537222); + c = hh(c, d, a, b, k[3], 16, -722521979); + b = hh(b, c, d, a, k[6], 23, 76029189); + a = hh(a, b, c, d, k[9], 4, -640364487); + d = hh(d, a, b, c, k[12], 11, -421815835); + c = hh(c, d, a, b, k[15], 16, 530742520); + b = hh(b, c, d, a, k[2], 23, -995338651); + + a = ii(a, b, c, d, k[0], 6, -198630844); + d = ii(d, a, b, c, k[7], 10, 1126891415); + c = ii(c, d, a, b, k[14], 15, -1416354905); + b = ii(b, c, d, a, k[5], 21, -57434055); + a = ii(a, b, c, d, k[12], 6, 1700485571); + d = ii(d, a, b, c, k[3], 10, -1894986606); + c = ii(c, d, a, b, k[10], 15, -1051523); + b = ii(b, c, d, a, k[1], 21, -2054922799); + a = ii(a, b, c, d, k[8], 6, 1873313359); + d = ii(d, a, b, c, k[15], 10, -30611744); + c = ii(c, d, a, b, k[6], 15, -1560198380); + b = ii(b, c, d, a, k[13], 21, 1309151649); + a = ii(a, b, c, d, k[4], 6, -145523070); + d = ii(d, a, b, c, k[11], 10, -1120210379); + c = ii(c, d, a, b, k[2], 15, 718787259); + b = ii(b, c, d, a, k[9], 21, -343485551); + + x[0] = add32(a, x[0]); + x[1] = add32(b, x[1]); + x[2] = add32(c, x[2]); + x[3] = add32(d, x[3]); +} + +function cmn(q, a, b, x, s, t) { + a = add32(add32(a, q), add32(x, t)); + return add32((a << s) | (a >>> (32 - s)), b); +} + +function ff(a, b, c, d, x, s, t) { + return cmn((b & c) | ((~b) & d), a, b, x, s, t); +} + +function gg(a, b, c, d, x, s, t) { + return cmn((b & d) | (c & (~d)), a, b, x, s, t); +} + +function hh(a, b, c, d, x, s, t) { + return cmn(b ^ c ^ d, a, b, x, s, t); +} + +function ii(a, b, c, d, x, s, t) { + return cmn(c ^ (b | (~d)), a, b, x, s, t); +} + +function md51(s) { + const n = s.length; + const state = [1732584193, -271733879, -1732584194, 271733878]; + let i; + + for (i = 64; i <= n; i += 64) { + md5cycle(state, md5blk(s.substring(i - 64, i))); + } + + s = s.substring(i - 64); + + const tail = new Array(16).fill(0); + for (i = 0; i < s.length; i++) { + tail[i >> 2] |= s.charCodeAt(i) << ((i % 4) << 3); + } + tail[i >> 2] |= 0x80 << ((i % 4) << 3); + + if (i > 55) { + md5cycle(state, tail); + tail.fill(0); + } + + tail[14] = n * 8; + md5cycle(state, tail); + + return state; +} + +// 用于处理32位无符号整数加法 +function add32(a, b) { + return (a + b) & 0xFFFFFFFF; +} + +function md5blk(s) { + const md5blks = []; + for (let i = 0; i < 64; i += 4) { + md5blks[i >> 2] = s.charCodeAt(i) + + (s.charCodeAt(i + 1) << 8) + (s.charCodeAt(i + 2) << 16) + (s.charCodeAt(i + 3) << 24); + } + return md5blks; +} + +function rhex(n) { + let s = ''; + for (let j = 0; j < 4; j++) { + s += ((n >> (j * 8 + 4)) & 0x0F).toString(16) + ((n >> (j * 8)) & 0x0F).toString(16); + } + return s; +} + +function hex(x) { + for (let i = 0; i < x.length; i++) { + x[i] = rhex(x[i]); + } + return x.join(''); +} + +/** + * + * @param {string} s 需要计算md5的字符串 + * @returns + */ +export default function md5(s) { + return hex(md51(s)); +} diff --git a/hash/murmur-hash3.js b/hash/murmur-hash3.js new file mode 100644 index 0000000..0e6fd7b --- /dev/null +++ b/hash/murmur-hash3.js @@ -0,0 +1,53 @@ +/** + * + * @param {string} key 需要做hash转换的数组 + * @param {number} seed 随机种子 + * @returns + */ +export default function murmurhash3(key, seed = 0) { + let h1 = seed; + const c1 = 0xcc9e2d51; + const c2 = 0x1b873593; + const len = key.length; + const roundedEnd = len & ~0x3; // round down to 4 byte block + + for (let i = 0; i < roundedEnd; i += 4) { + // little endian load order + let k1 = (key.charCodeAt(i) & 0xff) + | ((key.charCodeAt(i + 1) & 0xff) << 8) + | ((key.charCodeAt(i + 2) & 0xff) << 16) + | ((key.charCodeAt(i + 3) & 0xff) << 24); + + k1 = (((k1 & 0xffff) * c1) + ((((k1 >>> 16) * c1) & 0xffff) << 16)) & 0xffffffff; + k1 = (k1 << 15) | (k1 >>> 17); + k1 = (((k1 & 0xffff) * c2) + ((((k1 >>> 16) * c2) & 0xffff) << 16)) & 0xffffffff; + + h1 ^= k1; + h1 = (h1 << 13) | (h1 >>> 19); + h1 = (h1 * 5 + 0xe6546b64) & 0xffffffff; + } + + // tail + let k1 = 0; + + switch (len & 0x3) { + case 3: k1 = (key.charCodeAt(roundedEnd + 2) & 0xff) << 16; + case 2: k1 |= (key.charCodeAt(roundedEnd + 1) & 0xff) << 8; + case 1: k1 |= (key.charCodeAt(roundedEnd) & 0xff); + k1 = (((k1 & 0xffff) * c1) + ((((k1 >>> 16) * c1) & 0xffff) << 16)) & 0xffffffff; + k1 = (k1 << 15) | (k1 >>> 17); + k1 = (((k1 & 0xffff) * c2) + ((((k1 >>> 16) * c2) & 0xffff) << 16)) & 0xffffffff; + h1 ^= k1; + } + + // finalization + h1 ^= len; + + h1 ^= h1 >>> 16; + h1 = (((h1 & 0xffff) * 0x85ebca6b) + ((((h1 >>> 16) * 0x85ebca6b) & 0xffff) << 16)) & 0xffffffff; + h1 ^= h1 >>> 13; + h1 = (((h1 & 0xffff) * 0xc2b2ae35) + ((((h1 >>> 16) * 0xc2b2ae35) & 0xffff) << 16)) & 0xffffffff; + h1 ^= h1 >>> 16; + + return h1 >>> 0; +} diff --git a/hash/string-hash.js b/hash/string-hash.js new file mode 100644 index 0000000..80e15c5 --- /dev/null +++ b/hash/string-hash.js @@ -0,0 +1,36 @@ +/** + * 对字符串进行哈希处理，生成一个哈希值。 + * @param {string} str - 要进行哈希处理的字符串。 + * @returns {number} - 生成的哈希值。 + */ +export default function hashString(str) { + let hash = 5381; // 初始化哈希值为一个较大的质数 + for (let i = 0; i < str.length; i++) { + // 使用位运算和乘法混合哈希值，并引入额外的位移和位运算以增强离散性 + hash = (hash * 15485863) ^ (str.charCodeAt(i) * 2654435761); + hash += hash << 13; // 添加额外的位移操作 + hash ^= hash >>> 7; // 添加额外的位运算 + hash += hash << 3; // 添加额外的位移操作 + hash ^= hash >>> 17; // 添加额外的位运算 + } + return hash >>> 0; // 确保结果为非负整数 +} +/* +函数说明： +这个函数用于对输入的字符串进行哈希处理，生成一个哈希值。哈希值是一个非负整数，用于唯一标识输入字符串。 + +参数： +str：要进行哈希处理的字符串。 +返回值： +生成的哈希值，是一个非负整数。 +算法说明： +初始化哈希值为 5381，这是一个较大的质数，提供了良好的哈希起点。 +对字符串中的每个字符进行迭代处理，使用位运算和乘法混合哈希值。 +引入额外的位移和位运算操作，以增强哈希值的离散性。 +最后确保结果为非负整数，并返回哈希值。 +魔幻数的选择： +初始哈希值选取了质数 5381，以提供良好的哈希起点。 +乘数 15485863 是一个较大的质数，用于混合当前哈希值，增加哈希的随机性。 +2654435761 是一个特殊的乘数，通过与字符的 Unicode 编码值相乘，将字符的分布范围扩大到更广的范围内，以减少哈希冲突的可能性。 +额外的位移和位运算操作帮助进一步混合哈希值，增强其离散性，从而减少冲突的可能性。 +*/