c++中如何定义一个哈希函数用于自定义类型的unordered_map_c++自定义哈希函数编写方法-C++-PHP中文网

c++中如何定义一个哈希函数用于自定义类型的unordered_map_c++自定义哈希函数编写方法

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-15 10:24:02

原创

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在C++中使用std::unordered_map存储自定义类型需提供哈希函数，1. 可特化std::hash模板并重载operator==；2. 或传递自定义哈希函数对象；3. 多字段组合推荐用质数混合避免冲突；4. 注意哈希一致性与相等比较的实现。

c++中如何定义一个哈希函数用于自定义类型的unordered_map_c++自定义哈希函数编写方法

在C++中使用std::unordered_map存储自定义类型时，如果该类型没有默认的哈希支持，就需要手动提供一个哈希函数。可以通过特化std::hash或传递自定义哈希函数对象来实现。

1. 特化 std::hash 模板

这是最常见的方式，适用于作为键的自定义结构体或类。

示例：定义一个表示二维点的结构体，并为其特化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>    // 重载 == 运算符（unordered_map 需要）<br>    bool operator==(const Point& other) const {<br>        return x == other.x && y == other.y;<br>    }<br>};<br><br>// 自定义 hash 特化<br>namespace std {<br>    template<><br>    struct hash<Point> {<br>        size_t operator()(const Point& p) const {<br>            // 使用哈希组合技巧<br>            size_t h1 = hash<int>{}(p.x);<br>            size_t h2 = hash<int>{}(p.y);<br>            // 简单异或 + 位移避免对称性问题<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. 使用独立的函数对象（Functor）

如果不希望或不能在std::命名空间中添加特化（比如涉及第三方类型），可以传入自定义哈希类作为模板参数。

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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. 哈希组合建议

多个字段组合时，简单异或可能造成冲突（如(1,2)和(2,1)哈希相同）。推荐使用更稳健的方法：

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使用质数乘法混合：h1 + 0x9e3779b9 + (h2 << 6) + (h2 >> 2)
调用std::hash_combine（虽然标准未直接提供，但可模仿 Boost 实现）
利用 C++ 标准库中的散列组合技巧

一个更安全的组合方式：

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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