hash算法c

① nginx 负载均衡之一致性hash，普通hash

哈希负载均衡原理
  ngx_http_upstream_hash_mole支持普通的hash及一致性hash两种负载均衡算法，默认的是普通的hash来进行负载均衡。
  nginx 普通的hash算法支持配置http变量值作为hash值计算的key，通过hash计算得出的hash值和总权重的余数作为挑选server的依据；nginx的一致性hash(chash)算法则要复杂一些。这里会对一致性hash的机制原理作详细的说明。
一致性hash算法的原理
一致性hash用于对hash算法的改进，后端服务器在配置的server的数量发生变化后，同一个upstream server接收到的请求会的数量和server数量变化之间会有变化。尤其是在负载均衡配置的upstream server数量发生增长后，造成产生的请求可能会在后端的upstream server中并不均匀，有的upstream server负载很低，有的upstream server负载较高，这样的负载均衡的效果比较差，可能对upstream server造成不良的影响。由此，产生了一致性hash算法来均衡。
   那么为什么一致性hash算法能改善这种情况呢？这里引用网上资料的一致性hash算法的图例。
因为对于hash(k)的范围在int范围，所以我们将0~2^32作为一个环。其步骤为：
1，求出每个服务器的hash（服务器ip）值，将其配置到一个 0~2^n 的圆环上（n通常取32）。
2，用同样的方法求出待存储对象的主键 hash值，也将其配置到这个圆环上，然后从数据映射到的位置开始顺时针查找，将数据分布到找到的第一个服务器节点上。
其分布如图：

除了上边的优点，其实还有一个优点穗氏：对于热点数据，如果发现node1访问量明显很大，负载高于其他节点，这就说明node1存储的数据是热点数据。这时候，为了减少node1的负载，我们可以在热点数据位置再加入一个node，用来分担热点数据的压力。
雪崩效应

接下来我们来看一下，当有节点宕机时会有什么问题。如下图：

如上图，当B节点宕机后，原本存储在B节点的k1，k2将会迁移到节点C上，这可能会导致很大的问题。如果B上存储的是热点数据，将数据迁移到C节点上，然后C需要承受B+C的数据，也陵族罩承受不住，也挂了。。。。然后继续CD都挂了。这就造成了雪崩效应。
上面会造成雪崩效应的原因分析：
如果不存在热点数据的时候，每台机器的承受的压力是M/2(假设每台机器的最高负载能力为M)，原本是不会有问题的，但是，这个时候A服务器由于有热点数据挂了，然后A的数据迁移至B，导致B所需要承受的压力变为M（还不考虑热点数据访问的压力），所以这个失败B是必挂的，然后C至少需要承受1.5M的压力。。。。然后大家一起挂。。。
所以我们通过上面可以看到，之所以会大家一起挂，原因在于如果一台机器挂了，那么它的压尺闹力全部被分配到一台机器上，导致雪崩。

怎么解决雪崩问题呢，这时候需要引入虚拟节点来进行解决。
虚拟节点

虚拟节点，我们可以针对每个实际的节点，虚拟出多个虚拟节点，用来映射到圈上的位置，进行存储对应的数据。如下图：

如上图：A节点对应A1，A2，BCD节点同理。这时候，如果A节点挂了，A节点的数据迁移情况是:A1数据会迁移到C2，A2数据迁移到D1。这就相当于A的数据被C和D分担了，这就避免了雪崩效应的发送，而且虚拟节点我们可以自定义设置，使其适用于我们的应用。

ngx_http_upstream_consistent_hash
该模块可以根据配置参数采取不同的方式将请求均匀映射到后端机器，比如：

指令
语法：consistent_hash variable_name
默认值：none
上下文：upstream

配置upstream采用一致性hash作为负载均衡算法，并使用配置的变量名作为hash输入。

参考文档：
https://www.cnblogs.com/FengGeBlog/p/10615345.html
http://www.ttlsa.com/nginx/nginx-upstream-consistent-hash-mole/

② c语言版数据结构哈希算法题：设m=16,HASH函数为H（key）=key mod 13,现采用再哈希法Hi=RHi(key）处理冲突

应该是这个意思：
第一次冲突就是散列的位置+1，这次发生冲突了就继续第二次
第二次用的是平方取中，55^2= 3025，当然第二次冲突的RH2就是02了，答案(2)

③ 解析一哈c语言中的kmp算法，bf算法,kr算法之间的联系与区别，尽量浅显易懂，谢谢！

三种算法联系：都是字符串匹配算法。
区别：
“KMP算法”：在匹配过程称，若发生不匹配的情况，如果next[j]>=0，则目标串的指针i不变，将模式串的指针j移动到next[j]的位置继续进行匹配；若next[j]=-1，则将i右移1位，并将j置0，继续进行比较。
“BF算法”是普通的模式匹配算法，BF算法的思想就是将目标串S的第一个字符与模式串P的第一个字符进行匹配，若相等，则继续比较S的第二个字符和P的第二个字符；若不相等，则比较S的第二个字符和P的第一个字符，依次比较下去，直到得出最后的匹配结果。
“KR算法”在每次比较时，用HASH算法计算文本串和模式串的HASH映射，通过比较映射值的大小来比较字符串是否匹配。但是考虑到HASH冲突，所以在映射值相同的时候，还需要近一步比较字符串是否相同。但是在每次比较时，需要计算HASH值，所以选择合适的HASH算法很重要。
略知一二！

④ C语言中的hash函数

Hash，一般翻译做"散列"，也有直接音译为"哈希"的，就是把任意长度的输入（又叫做预映射， pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，而不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。
HASH主要用于信息安全领域中加密算法，它把一些不同长度的信息转化成杂乱的128位的编码里，叫做HASH值. 也可以说，hash就是找到一种数据内容和数据存放地址之间的映射关系。Hash算法在信息安全方面的应用主要体现在以下的3个方面：文件校验、数字签名、鉴权协议
程程序实现
// 说明：Hash函数（即散列函数）在程序设计中的应用目标 ------ 把一个对象通过某种转换机制对应到一个
//size_t类型（即unsigned long）的整型值。
// 而应用Hash函数的领域主要是 hash表（应用非常广）、密码等领域。
// 实现说明：
// ⑴、这里使用了函数对象以及泛型技术，使得对所有类型的对象（关键字）都适用。
// ⑵、常用类型有对应的偏特化，比如string、char*、各种整形等。
// ⑶、版本可扩展，如果你对某种类型有特殊的需要，可以在后面实现专门化。
// ⑷、以下实现一般放在头文件中，任何包含它的都可使用hash函数对象。
//------------------------------------实现------------------------------------------------
#include <string>
using std::string;
inlinesize_thash_str(const char* s)
{
unsigned long res = 0;
for (; *s; ++s)
res = 5 * res + *s;
returnsize_t(res);
}
template <class Key>
struct hash
{
size_toperator () (const Key& k) const;
};
// 一般的对象，比如：vector< queue<string> >；的对象，需要强制转化
template < class Key >
size_thash<Key>::operator () (const Key& k) const
{
size_tres = 0;
size_tlen = sizeof(Key);
const char* p = reinterpret_cast<const char*>(&k);
while (len--)
{
res = (res<<1）^*p++;
}
return res;
}
// 偏特化
template<>
size_thash< string >::operator () (const string& str) const
{
return hash_str(str.c_str());
}
typedef char* PChar;
template<>
size_thash<PChar>::operator () (const PChar& s) const
{
return hash_str(s);
}
typedef const char* PCChar;
template<>
size_thash<PCChar>::operator () (const PCChar& s) const
{
return hash_str(s);
}
template<> size_t hash<char>::operator () (const char& x) const { return x; }
template<> size_t hash<unsigned char>::operator () (const unsigned char& x) const { return x; }
template<> size_t hash<signed char>::operator () (const signed char& x) const { return x; }
template<> size_t hash<short>::operator () (const short& x) const { return x; }
template<> size_t hash<unsigned short>::operator () (const unsigned short& x) const { return x; }
template<> size_t hash<int>::operator () (const int& x) const { return x; }
template<> size_t hash<unsigned int>::operator () (const unsigned int& x) const { return x; }
template<> size_t hash<long>::operator () (const long& x) const { return x; }
template<> size_t hash<unsigned long>::operator () (const unsigned long& x) const { return x; }
// 使用说明：
//
// ⑴、使用时首先由于是泛型，所以要加上关键字类型。
//
// ⑵、其次要有一个函数对象，可以临时、局部、全局的，只要在作用域就可以。
//
// ⑶、应用函数对象作用于对应类型的对象。
//----------------------- hash函数使用举例 -------------------------
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
vector<string> vstr⑵；
vstr[0] = "sjw";
vstr[1] = "suninf";
hash<string> strhash; // 局部函数对象
cout << " Hash value: " << strhash(vstr[0]) << endl;
cout << " Hash value: " << strhash(vstr[1]) << endl;
cout << " Hash value: " << hash< vector<string> >() (vstr) << endl;
cout << " Hash value: " << hash<int>() （100） << endl; // hash<int>() 临时函数对象
return 0;
}

⑤ c 语言常用的加密算法——MD5

在C语言中，常用的加密算法主要包括AES、RSA、MD5、SHA-1及Base64编码。

AES加密算法是一种对称加密算法，广泛应用于数据加密。通过OpenSSL库在C语言中实现AES加密。

RSA加密算法为非对称加密算法，使用两把不同的密钥进行加密与解密，是最成熟且常用的非对称加密算法。同样使用OpenSSL库在C语言中实现RSA加密。

MD5算法作为加密散列函数，产生128位散列值，广泛应用于C语言中。通过OpenSSL库实现MD5加密。

SHA-1算法全称为Secure Hash Algorithm 1，用于数字签名、验证、消息摘要等，C语言中通过OpenSSL库实现SHA-1加密。

Base64编码虽非加密算法，但用于隐藏信息，C语言中通过OpenSSL库进行Base64编码与解码。

实现这些算法时通常利用OpenSSL库，因其提供了高效实现，避免了重复开发。

MD5算法在C语言中的实现示例如下：

#include

#include md5.h>

int main() {

char *str = "Hello, world!";

unsigned char digest[MD5_DIGEST_LENGTH];

MD5((unsigned char*) str, strlen(str), digest);

printf("MD5 hash of \"%s\": ", str);

for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {

printf("%02x", digest[i]);

}

printf(" ");

return 0;

}

通过OpenSSL库中的MD5函数，传入字符串与长度，将结果存储在数组中，然后打印数组内容即为MD5散列值。