STL: unordered_map 自定义键值类型的使用（C++）

当试图使用自定义类型作为 unordered_map 的键值时，则必须为自定义类型定义 Hash 函数与相等的判断条件。我们先定义自定义类型作键值，代码如下：

 

struct KEY
{
    int first;
    int second;
    int third;

    KEY(int f, int s, int t) : first(f), second(s), third(t){}
};

 

    1. Hash 函数

    必须为 override 了 operator() 的一个类，一般自定义类型可能包含几种内置类型，我们可以分别计算出内置类型的 Hash Value 然后对它们进行 Combine 得到一个哈希值，一般直接采用移位加异或（XOR）便可得到还不错的哈希值（碰撞不会太频繁），如下：

 

struct HashFunc
{
    std::size_t operator()(const KEY &key) const
    {
        using std::size_t;
        using std::hash;

        return ((hash<int>()(key.first)
            ^ (hash<int>()(key.second) << 1)) >> 1)
            ^ (hash<int>()(key.third) << 1);
    }
};

 

    另外一种方法是直接实例化模板，这样的话使用 unordered_map 时便不用再指定 Hash 函数，但要求必须为 KEY 重载 operator ==，实例化模板如下：

 

namespace std
{
    template <>
    struct hash<KEY>
    {
        std::size_t operator()(const KEY &key) const
        {
            using std::size_t;
            using std::hash;

            // Compute individual hash values for first,
            // second and third and combine them using XOR
            // and bit shifting:

            return ((hash<int>()(key.first)
                ^ (hash<int>()(key.second) << 1)) >> 1)
                ^ (hash<int>()(key.third) << 1);
        }
    };
}

 

    2. 相等函数

    哈希需要处理碰撞，意味着必须得知道两个自定义类型对象是否相等，所以必须得提供比较相等的方法，可以 overload operator ==，可以用 std::equal，也可以实现一个 override operator () 的类，这里我们采用后者（这也意味着 Hash 函数不能使用实例化模板的方法，只能定义一个重载了 operator() 的类），代码如下：

 

struct EqualKey
{
    bool operator () (const KEY &lhs, const KEY &rhs) const
    {
        return lhs.first  == rhs.first
            && lhs.second == rhs.second
            && lhs.third  == rhs.third;
    }
};

 

    3. 应用实例

    下面为一个具体应用的例子

 

int main()
{
    unordered_map<KEY, string, HashFunc, EqualKey> hashmap =
    {
        { { 01, 02, 03 }, "one" },
        { { 11, 12, 13 }, "two" },
        { { 21, 22, 23 }, "three" },
    };

    KEY key(11, 12, 13);

    auto it = hashmap.find(key);

    if (it != hashmap.end())
    {
        cout << it->second << endl;
    }

    return 0;
}