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c++中如何定義一個哈希函數(shù)用于自定義類型的unordered_map_c++自定義哈希函數(shù)編寫方法

裘德小鎮(zhèn)的故事

發(fā)布： 2025-10-15 10:24:02

原創(chuàng)

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在C++中使用std::unordered_map存儲自定義類型需提供哈希函數(shù)，1. 可特化std::hash模板并重載operator==；2. 或傳遞自定義哈希函數(shù)對象；3. 多字段組合推薦用質(zhì)數(shù)混合避免沖突；4. 注意哈希一致性與相等比較的實(shí)現(xiàn)。

c++中如何定義一個哈希函數(shù)用于自定義類型的unordered_map_c++自定義哈希函數(shù)編寫方法

在C++中使用std::unordered_map存儲自定義類型時(shí)，如果該類型沒有默認(rèn)的哈希支持，就需要手動提供一個哈希函數(shù)?？梢酝ㄟ^特化std::hash或傳遞自定義哈希函數(shù)對象來實(shí)現(xiàn)。

1. 特化 std::hash 模板

這是最常見的方式，適用于作為鍵的自定義結(jié)構(gòu)體或類。

示例：定義一個表示二維點(diǎn)的結(jié)構(gòu)體，并為其特化std::hash：

#include <unordered_map><br>#include <iostream><br><br>struct Point {<br>    int x, y;<br>    Point(int x, int y) : x(x), y(y) {}<br><br>    // 重載 == 運(yùn)算符（unordered_map 需要）<br>    bool operator==(const Point& other) const {<br>        return x == other.x && y == other.y;<br>    }<br>};<br><br>// 自定義 hash 特化<br>namespace std {<br>    template<><br>    struct hash<Point> {<br>        size_t operator()(const Point& p) const {<br>            // 使用哈希組合技巧<br>            size_t h1 = hash<int>{}(p.x);<br>            size_t h2 = hash<int>{}(p.y);<br>            // 簡單異或 + 位移避免對稱性問題<br>            return h1 ^ (h2 << 1);<br>        }<br>    };<br>}<br><br>int main() {<br>    unordered_map<Point, string> pointMap;<br>    pointMap[Point(1, 2)] = "origin";<br>    pointMap[Point(3, 4)] = "target";<br><br>    for (const auto& [pt, label] : pointMap) {<br>        cout << "(" << pt.x << "," << pt.y << "): " << label << endl;<br>    }<br>    return 0;<br>}

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2. 使用獨(dú)立的函數(shù)對象（Functor）

如果不希望或不能在std::命名空間中添加特化（比如涉及第三方類型），可以傳入自定義哈希類作為模板參數(shù)。

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struct PointHash {<br>    size_t operator()(const Point& p) const {<br>        size_t h1 = hash<int>{}(p.x);<br>        size_t h2 = hash<int>{}(p.y);<br>        return h1 ^ (h2 << 1);<br>    }<br>};<br><br>// 使用方式：<br>unordered_map<Point, string, PointHash> pointMap;<br>

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3. 哈希組合建議

多個字段組合時(shí)，簡單異或可能造成沖突（如(1,2)和(2,1)哈希相同）。推薦使用更穩(wěn)健的方法：

立即學(xué)習(xí)“C++免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

使用質(zhì)數(shù)乘法混合：h1 + 0x9e3779b9 + (h2 << 6) + (h2 >> 2)
調(diào)用std::hash_combine（雖然標(biāo)準(zhǔn)未直接提供，但可模仿 Boost 實(shí)現(xiàn)）
利用 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫中的散列組合技巧

一個更安全的組合方式：

size_t operator()(const Point& p) const {<br>    size_t seed = 0;<br>    seed ^= hash<int>{}(p.x) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);<br>    seed ^= hash<int>{}(p.y) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);<br>    return seed;<br>}

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