我们可以在 C++ 中的 class 中定义 hashcode 方法吗

Question

我正在尝试用 C++ 实现一个 class，我希望每个 class 都有自己的哈希码实现（基本上将它用作 unordered_map 中的键 & unordered_set)

例如：

class CustomClass{
    int a;
    vector<int> b;
    string c;

    bool operator ==(const CustomClass& o) const{
        return ((a == o.a) && (b == o.b) && (c == o.c));
    }

    /* 
    Is it possible to define the hashcode function here instead of defining it outside the class. 
    size_t operator()() const {
        // Some custom logic for calculating hash of CustomClass using 
        // the hash Values of its individual fields

        std::size_t h = 0;
        for(int& t : b){
            h = (h ^ std::hash<int>()(t)) << 1;
        }
        return (h^(std::hash<int>()(a) << 1))^( std::hash<string>()(c) << 1);
    }
    */
};

现在，假设我想在 unordered_map 中使用它，例如

int main(){
    unoredered_map<CustomClass, int> m;
}

我有两个选择，

i) 使用模板特化在 std 命名空间中注入哈希码

namespace std {
  template <> struct hash<CustomClass> {
    size_t operator()(const CustomClass& o) const {
        // Some custom logic for calculating hash of CustomClass using 
        // the hash Values of its individual fields

        size_t h = 0;
        for(int& t : o.b){
            h = (h ^ std::hash<int>()(t)) << 1;
        }
        return (h^(std::hash<int>()(o.a) << 1))^( std::hash<string>()(o.c) << 1);
    }
  };
}

或

ii.) 每次实例化时创建unordered_map（或unordered_set）时指定此函数，即

struct HashSpecialer {
  std::size_t operator()(const CustomClass& o) const {
      std::size_t h = 0;
      for(int& t : o.b){
         h = (h ^ std::hash<int>()(t)) << 1;
      }
      return (h^(std::hash<int>()(o.a) << 1))^( std::hash<string>()(o.c) << 1);
  }
};

并且在实例化 unordered_map 时，我提供了这个结构。

int main(){
    unoredered_map<CustomClass, int, HashSpecialer> m;
}

我发现这两种方法使用起来很混乱 (i) 污染了 std 命名空间，并且 (ii) 每次实例化 unordered_map

时都要记得提供 HashSpecializer，这使得使用变得困难

是否可以在 class 定义本身中提供哈希码函数，正如我在上面代码片段的注释部分中所描述的那样

注意：在 java 中，我们可以覆盖 class 中的 hashCode() 方法，我们可以实现此功能。一旦我覆盖了 hashCode() 方法，我以后就不用担心了。

public class CustomClass {
    int a;
    List<Integer> b;
    String c;

    // I Let my IDE generate these methods :D
    @Override public boolean equals(Object o)
    {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;

        CustomClass that = (CustomClass) o;

        if (a != that.a)
            return false;
        if (b != null ? !b.equals(that.b) : that.b != null)
            return false;
        return c != null ? c.equals(that.c) : that.c == null;

    }

    // This one too :D
    @Override public int hashCode()
    {
        int result = a;
        result = 31 * result + (b != null ? b.hashCode() : 0);
        result = 31 * result + (c != null ? c.hashCode() : 0);
        return result;
    }
}

我正在寻找这样的东西，因为事实证明它非常方便。

Answer 1

我认为解决您的问题的方法是调整您对什么是美观的 C++ 程序的理解。

std::hash 的特化不会污染 std 命名空间，相反您应该考虑 std::hash 是控制 unordered_map 如何与您的 [=20= 一起工作的自定义点].

这样的特化是 class 接口的一部分（并且可以是 class 的友元），其方式与像 operator +() 这样的二元运算符应该是一个非成员函数，仍然是接口的一部分。

Answer 2

I am not sure how do I handle the situation if CustomClass is defined in more than one namespace

这就是命名空间的用途。您的问题会自行解决 :)

namespace std {
  template <> struct hash<NameSpace1::CustomClass> { ... };
  template <> struct hash<NameSpace2::CustomClass> { ... };
}

C++ 不是 Java。忘掉任何你知道的 Java，它会极大地帮助你。许多 Java 习语在 C++ 中看起来非常不同，或者在 C++ 中根本无用或不适用。

Answer 3

C++的设计乍一看比较冗长繁琐，但实际上比较灵活。所有类不只是知道哈希码；并且不同的容器可能需要不同的哈希约束，而根本不会侵入包含的类型。

这就是专业化的好处所在。您可以将您的代码挂钩到标准库中而不会实际影响它。毕竟，您专门针对自己的类型，所以它不是侵入性的。

因此，针对您的类型专门化 std::hash() 是完全可以的，只要您确实打算将其用作合理的默认值。否则，您可能需要考虑为 std::unordered_map 和您的密钥类型组合使用别名模板。

我们可以在 C++ 中的 class 中定义 hashcode 方法吗

Can we define hashcode method within a class in C++

c++

oop

hashcode