例如,假设我们有一个 128 位的 SIMD 寄存器,可以同时存储 16 个字节(即 16 个桶的 ctrl 字节)。我们可以使用一条 SIMD 指令来比较这 16 个 ctrl 字节和目标键的 H2 哈希值的低 7 位,并得到一个 16 位的位掩码 (Bitmask),其中每一位表示对应桶是否匹配。
通过位掩码,我们可以快速地知道哪些桶可能包含匹配的键,然后只需要对这些桶进行完整的键比较。这大大减少了需要比较的桶的数量,提高了查找效率。
Rust 的 std::collections::HashMap 中使用了类似的 SIMD 优化,但具体实现细节可能会有所不同,并且会根据不同的 CPU 架构进行调整。
6. Rust HashMap 的补充说明
Rust 的 HashMap 在实现上与 Swiss Table 非常相似,但也有一些自己的特点:
安全性: Rust 非常注重内存安全,因此 HashMap 在实现时会进行各种边界检查和安全性检查,以防止内存错误。
泛型: HashMap 是泛型的,可以存储任意类型的键和值。
哈希函数: Rust 默认使用 SipHash 1-3 哈希算法,因为Rust更注重安全性。
迭代器: HashMap 提供了多种迭代器,可以方便地遍历键值对。
Entry API: HashMap 提供了一个 Entry API,可以更方便地进行插入、更新和删除操作。
总结
Swiss Table 是一种高效的哈希表实现,它通过 SIMD 指令、元数据分离、组的概念等优化策略,解决了传统哈希表的一些问题,提高了查找、插入和删除操作的性能。Rust 的 HashMap 在很大程度上借鉴了 Swiss Table 的思想,并在此基础上进行了改进和扩展,使其更安全、更易用。
来自 Gemini 2.0 Pro Experimental 02-05