为什么在 Ruby 中使用符号作为哈希键？

Question

很多时候人们在 Ruby 哈希中使用符号作为键。

与使用字符串相比有什么优势？

例如：

hash[:name]

对比

hash['name']

Answer 1

TL;DR：

使用符号不仅可以节省比较时间，还可以节省内存，因为它们只存储一次。

Ruby 符号是不可变的（无法更改），这使得查找内容变得更加容易

简短的回答：

使用符号不仅可以节省比较时间，还可以节省内存，因为它们只存储一次。

Ruby 中的符号基本上是 “不可变字符串” .. 这意味着它们不能被更改，这意味着在您的整个过程中多次引用相同的符号时源代码，总是存储为同一个实体，例如具有相同的对象 ID。

另一方面，字符串是可变的，它们可以随时更改。这意味着 Ruby 需要将您在整个源代码中提到的每个字符串存储在它的单独实体中，例如如果您的源代码中多次提到了一个字符串“名称”，Ruby 需要将这些全部存储在单独的 String 对象中，因为它们以后可能会发生变化（这是 Ruby 字符串的本质）。

如果您使用字符串作为哈希键，Ruby 需要评估字符串并查看其内容（并在其上计算哈希函数）并将结果与​​已存储的键的（哈希）值进行比较在哈希中。

如果您使用符号作为哈希键，则暗示它是不可变的，因此 Ruby 基本上可以将对象 ID 的（哈希函数）与键的（哈希）对象 ID 进行比较，这些键是已经存储在哈希中。 （快得多）

缺点： 每个符号都使用 Ruby 解释器符号表中的一个槽，该槽永远不会被释放。 符号永远不会被垃圾收集。 因此，极端情况是当您拥有大量符号（例如自动生成的符号）时。在这种情况下，您应该评估这如何影响您的 Ruby 解释器的大小。

注意事项：

如果您进行字符串比较，Ruby 可以仅通过比较它们的对象 id 来比较符号，而无需评估它们。这比比较需要评估的字符串快得多。

如果您访问散列，Ruby 总是应用散列函数从您使用的任何键计算“散列键”。您可以想象像 MD5 哈希这样的东西。然后 Ruby 将这些“散列键”相互比较。

每次在代码中使用字符串时，都会创建一个新实例 - 创建字符串比引用符号要慢。

从 Ruby 2.1 开始，当您使用冻结字符串时，Ruby 将使用相同的字符串对象。这避免了创建相同字符串的新副本，并将它们存储在垃圾回收的空间中。

长答案：

https://web.archive.org/web/20180709094450/http://www.reactive.io/tips/2009/01/11/the-difference-between-ruby-symbols-and-strings

http://www.randomhacks.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/2007/01/20/13-ways-of-looking-at-a-ruby-symbol/

https://www.rubyguides.com/2016/01/ruby-mutability/

Answer 2

我对 Ruby 2.x 中引入的冻结字符串的后续工作非常感兴趣。

当您处理来自文本输入的大量字符串时（例如，我正在考虑通过 Rack 的 HTTP 参数或负载），在任何地方使用字符串会更容易。

当您处理数十个但它们从未改变时（如果它们是您的业务“词汇”），我喜欢认为冻结它们会有所作为。我还没有做任何基准测试，但我想这将接近符号性能。

Answer 3

原因是效率，比字符串有多重收益：

1. 符号是不可变的，所以问题是“如果密钥更改会发生什么？”不需要问。
2. 字符串在您的代码中重复，通常会占用更多内存空间。
3. 散列查找必须计算键的散列来比较它们。这是 O(n) 对于字符串和符号常量。

此外，Ruby 1.9 引入了一种简化的语法，仅用于带有符号键的哈希（例如 h.merge(foo: 42, bar: 6)），而 Ruby 2.0 具有仅适用于符号键的 keyword arguments。

注意事项：

1) 您可能会惊讶地发现 Ruby 对待 String 键的方式与任何其他类型都不同。确实：

s = "foo"
h = {}
h[s] = "bar"
s.upcase!
h.rehash   # must be called whenever a key changes!
h[s]   # => nil, not "bar"
h.keys
h.keys.first.upcase!  # => TypeError: can't modify frozen string

仅对于字符串键，Ruby 将使用冻结副本而不是对象本身。

2) 对于程序中所有出现的:bar，字母“b”、“a”和“r”只存储一次。在 Ruby 2.2 之前，不断创建从未重复使用的新 Symbols 是一个坏主意，因为它们将永远保留在全局符号查找表中。 Ruby 2.2 将垃圾收集它们，所以不用担心。

3) 实际上，在 Ruby 1.8.x 中计算符号的哈希值并不需要任何时间，因为直接使用了对象 ID：

:bar.object_id == :bar.hash # => true in Ruby 1.8.7

在 Ruby 1.9.x 中，随着哈希值从一个会话更改为另一个会话（包括 Symbols 的哈希值），这种情况发生了变化：

:bar.hash # => some number that will be different next time Ruby 1.9 is ran

Answer 4

Re: 比使用字符串有什么好处？

• 样式：Ruby 方式

• （非常）更快的值查找，因为散列符号相当于散列整数与散列字符串。

• 缺点：占用程序符号表中的一个永远不会释放的槽。