如何散列和检查具有循环引用的对象的相等性

Posted 2023-03-29

【中文标题】如何散列和检查具有循环引用的对象的相等性

【英文标题】：How to hash and check for equality of objects with circular references

【发布时间】：2011-05-31 05:57:48

【问题描述】：

我有一个由 Node 对象表示的 循环 图状结构。 Node 是一个标量值（叶）或 n>=1 个节点（内部节点）的列表。

由于可能存在循环引用，我不能简单地使用递归 HashCode() 函数，它将所有子节点的 HashCode() 组合起来：它会以无限递归结束。

虽然 HashCode() 部分似乎至少可以通过标记和忽略已经访问过的节点来实现，但我很难为 Equals() 考虑一个有效且有效的算法。

令我惊讶的是，我没有找到任何有用的信息，但我相信很多聪明人已经想到了解决这些问题的好方法......对吧？

示例（python）：

A = [ 1, 2, None ]; A[2] = A  
B = [ 1, 2, None ]; B[2] = B

A 等于 B，因为它表示完全相同的图。

顺便说一句。此问题不针对任何特定语言，但在 Java 中为描述的 Node 对象实现 hashCode() 和 equals() 将是一个很好的实际示例。

【参考方案1】：

如果您将此视为图，叶节点是一个只有一个连接的节点，而一个复杂节点是一个至少有 2 个连接的节点。因此，您可以这样理解，实现一个简单的 BFS 算法，然后应用哈希函数到它传递的每个节点，然后丢弃结果。这样您就可以确保自己不会掉入圈中或多次通过任何节点。

实施可能非常简单。阅读它here。

【讨论】：

感谢您的回复，但这对我没有帮助：

在知道所有子节点的哈希值之前，我无法计算节点的哈希值。使用 BFS 或 DFS，我可以避免无限递归，但如果有循环，我得到的哈希可能不是一个好的哈希：例如，当我忽略我第二次看到的节点时，节点的哈希将是相同的作为没有循环的节点。我一直在寻找一些有意义的散列算法，并且不会引入不必要的冲突（如果这种情况存在的话）。

【参考方案2】：

您需要遍历图表。

这里有一个问题：这些图是否相等？

A = [1,2,None]; A[2] = A
B = [1,2,[1,2,None]]; B[2][2] = B

如果是这样，您需要一组 (Node, Node) 元组。使用该集合捕获循环，并在捕获循环时返回“true”。

如果没有，您可以提高一点效率，并使用从节点到节点的映射。然后，在遍历图表时，建立一组对应关系。 （在上面的例子中，A 对应于 B，A[2] 对应于 B[2]，等等。）然后，当您访问一个节点对时，您要确保准确的对在映射中；如果不是，则图表不匹配。

【参考方案3】：

我也想知道一个好的答案。到目前为止，我使用的是基于访问集的解决方案。

在计算哈希时，我会遍历图结构并保留一组访问过的节点。我没有两次进入同一个节点。当我点击一个已经访问过的节点时，哈希返回一个没有递归的数字。

这甚至适用于相等比较。我比较节点数据并递归调用子节点。当我点击一个已经访问过的节点时，比较返回 true 而不递归。