C# 哈希集合的自定义哈希函数（从零开始掌握HashSet与自定义哈希实现）

为什么需要自定义哈希函数？

默认情况下，C# 会使用对象的 GetHashCode() 方法来生成哈希码。对于引用类型（如 class），如果没有重写该方法，系统会基于对象的内存地址生成哈希值。这意味着即使两个对象的内容完全相同，它们也可能被视为不同的元素，导致 HashSet 无法正确去重。

因此，当我们希望根据对象的实际内容进行比较和去重时，就需要自定义哈希函数，即重写 GetHashCode() 和 Equals() 方法。

步骤一：定义一个简单的自定义类

假设我们要存储“学生”信息，每个学生有姓名和学号。我们希望两个姓名和学号都相同的学生被视为同一个对象。

public class Student{    public string Name { get; set; }    public int Id { get; set; }    public Student(string name, int id)    {        Name = name;        Id = id;    }}

步骤二：重写 Equals 和 GetHashCode 方法

为了让 HashSet 能正确识别“相等”的 Student 对象，我们必须同时重写 Equals 和 GetHashCode 方法。这两个方法必须保持一致性：如果两个对象相等，它们的哈希码也必须相同。

public class Student{    public string Name { get; set; }    public int Id { get; set; }    public Student(string name, int id)    {        Name = name;        Id = id;    }    public override bool Equals(object obj)    {        if (obj == null || GetType() != obj.GetType())            return false;        Student other = (Student)obj;        return Name == other.Name && Id == other.Id;    }    public override int GetHashCode()    {        // 使用 .NET 提供的 HashCode.Combine（.NET Core 2.1+ 或 .NET Standard 2.1+）        return HashCode.Combine(Name, Id);                // 如果使用较旧版本的 .NET，可以这样写：        // unchecked        // {        //     int hash = 17;        //     hash = hash * 23 + (Name?.GetHashCode() ?? 0);        //     hash = hash * 23 + Id.GetHashCode();        //     return hash;        // }    }}

步骤三：测试 HashSet 的行为

现在我们可以创建一个 HashSet<Student> 并添加一些学生对象：

var students = new HashSet<Student>();students.Add(new Student("张三", 1001));students.Add(new Student("李四", 1002));students.Add(new Student("张三", 1001)); // 重复项Console.WriteLine($"集合中学生数量: {students.Count}"); // 输出：2

由于我们正确实现了 Equals 和 GetHashCode，第三个“张三”不会被重复添加，最终集合大小为 2。

高级技巧：使用 IEqualityComparer<T>

如果你不想修改原始类（例如使用第三方库中的类），还可以通过实现 IEqualityComparer<T> 接口来提供外部的哈希和比较逻辑。

public class StudentComparer : IEqualityComparer<Student>{    public bool Equals(Student x, Student y)    {        if (x == null || y == null) return x == y;        return x.Name == y.Name && x.Id == y.Id;    }    public int GetHashCode(Student obj)    {        if (obj == null) return 0;        return HashCode.Combine(obj.Name, obj.Id);    }}// 使用方式：var students = new HashSet<Student>(new StudentComparer());

总结

通过本教程，你已经掌握了在 C# 中为 哈希集合（HashSet）实现自定义哈希函数的核心技巧。无论是通过重写类的方法，还是使用 IEqualityComparer<T>，你都能灵活应对各种场景。

记住：正确的哈希实现是保证 HashSet、Dictionary 等集合高效运行的关键。希望这篇 C#编程教程能帮助你在开发中避免常见陷阱，写出更健壮的代码！

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