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24、std::hash

ai 2025/6/26 2:42:42

std::hash 是 C++ 标准库中的一个模板类，用于计算对象的哈希值。
它通常用于哈希表（如 std::unordered_map 和 std::unordered_set）中，以便快速查找和存储数据。
下面是 std::hash 的用法和一些示例。

用法

std::hash 是一个模板类，定义在 <functional> 头文件中。
它为许多基本类型（如 int、float、std::string 等）提供了特化版本。
可以通过实例化 std::hash 模板并调用其 operator() 来计算对象的哈希值。

示例

以下是一些使用 std::hash 的示例：

1. 哈希整数

#include <iostream>
#include <functional>int main() {int value = 42;std::size_t hash_value = std::hash<int>{}(value);std::cout << "Hash value of " << value << " is " << hash_value << std::endl;return 0;
}//  Hash value of 42 is 42

这个代码的输出结果是 42，这可能会让人感到困惑，因为通常我们期望哈希函数会生成一个看起来更随机的值。实际上，std::hash<int> 的实现是依赖于具体的标准库实现的。在某些实现中，std::hash<int> 可能只是返回输入值本身。

解释

哈希函数的作用：
- 哈希函数的主要作用是将输入数据映射到一个固定大小的哈希值。对于整数类型，某些标准库实现可能会直接返回输入值作为哈希值，因为整数本身已经是一个固定大小的值。
标准库实现：
- std::hash<int> 的具体实现取决于标准库。在某些实现中，std::hash<int> 可能只是一个简单的恒等函数，即返回输入值本身。
- 这种实现方式在某些情况下是合理的，因为整数本身已经是一个唯一标识符，不需要进一步处理。

示例代码

#include <iostream>
#include <functional>int main() {int value = 42;std::size_t hash_value = std::hash<int>{}(value);std::cout << "Hash value of " << value << " is " << hash_value << std::endl;return 0;
}

输出

Hash value of 42 is 42

总结

意义：虽然输出结果是 42，但这并不意味着哈希函数没有意义。对于整数类型，直接返回输入值作为哈希值是一个有效的实现方式。
依赖实现：std::hash<int> 的行为依赖于具体的标准库实现。在某些实现中，它可能会返回更复杂的哈希值，但在其他实现中，它可能只是返回输入值本身。

如果希望看到更复杂的哈希值，可以尝试对其他类型（如字符串）使用 std::hash，或者查看标准库的具体实现。

2. 哈希字符串

#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>int main() {std::string value = "hello";std::size_t hash_value = std::hash<std::string>{}(value);std::cout << "Hash value of \"" << value << "\" is " << hash_value << std::endl;return 0;
}// Hash value of "hello" is 2762169579135187400

3. 自定义类型的哈希

对于自定义类型，需要为其定义一个特化版本的 std::hash。例如：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>struct Person {std::string name;   // 姓名int age;            // 年龄// 重载等于运算符bool operator==(const Person& other) const {return name == other.name && age == other.age;}
};namespace std {template <>struct hash<Person> {std::size_t operator()(const Person& p) const {return std::hash<std::string>{}(p.name) ^ (std::hash<int>{}(p.age) << 1);}};
}int main() {Person p{"Alice", 30};std::size_t hash_value = std::hash<Person>{}(p);std::cout << "Hash value of Person is " << hash_value << std::endl;return 0;
}// Hash value of Person is 7617411810006367381

解释

哈希整数和字符串：
- std::hash<int>{}(value)：创建一个 std::hash<int> 对象，并调用其 operator() 计算整数 value 的哈希值。
- std::hash<std::string>{}(value)：创建一个 std::hash<std::string> 对象，并调用其 operator() 计算字符串 value 的哈希值。
自定义类型的哈希：
- 为自定义类型 Person 定义一个特化版本的 std::hash。
- 在 operator() 中，使用 std::hash<std::string> 和 std::hash<int> 计算 name 和 age 的哈希值，并将它们组合起来。