在C++中使用自定义类型作为std::unordered_map的键时,需提供哈希函数。1. 可通过定义仿函数作为第三个模板参数实现;2. Lambda表达式因类型唯一性限制不推荐直接用于模板;3. 推荐特化std::hash以支持常用自定义类型,使类型能在标准容器中通用;4. 哈希函数应减少冲突,组合成员哈希值并确保类型重载==运算符。

在C++中使用std::unordered_map时,如果键的类型不是内置类型(如int、string),就需要自定义哈希函数。否则编译器会报错,因为标准库不知道如何为自定义类型生成哈希值。
1. 通过函数对象(仿函数)自定义哈希
最常见的方式是定义一个函数对象(即重载operator()的结构体或类),作为unordered_map的第三个模板参数。
例如,你想用pair作为键:
#include #includestruct pair_hash {size_t operator() (const std::pair& p) const {// 使用异或和位移组合两个整数的哈希return std::hash{}(p.first) ^ (std::hash{}(p.second) << 1);}};
std::unordered_map<std::pair, std::string, pair_hash> my_map;
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这样就可以正常使用:
my_map[{1, 2}] = "hello";std::cout << my_map[{1, 2}] << std::endl; // 输出 hello
2. 使用lambda表达式(局部作用域限制)
不能直接把lambda传给模板参数(因为lambda有唯一类型且不能默认构造),但可以用std::function包装,不过效率低,不推荐用于unordered_map模板参数。
更实用的方式是在结构体中定义静态方法或使用decltype配合变量模板(C++14以后):
auto custom_hash = [](const std::pair& p) { return std::hash{}(p.first) ^ (std::hash{}(p.second) << 1);};// 需要额外包装,通常不如仿函数方便
3. 特化std::hash(推荐用于常用类型)
如果你想让std::hash支持自定义类型,可以在std命名空间中特化std::hash模板。
注意:只能特化用户定义类型,不能特化基础类型如int。
namespace std { template struct hash<std::pair> { size_t operator()(const std::pair& p) const { return hash{}(p.first) ^ (hash{}(p.second) << 1); } };}
特化后,就可以直接使用默认的unordered_map构造,无需指定第三个参数:
std::unordered_map<std::pair, std::string> my_map;my_map[{3, 4}] = "world";
4. 注意事项与技巧
哈希函数应尽量避免冲突,比如上面例子中使用是为了减少对称性导致的冲突(如{1,2}和{2,1})可以使用更高质量的组合方式,例如:return hash{}(p.first) * 31 + hash{}(p.second);对于复杂类型(如结构体),把所有成员的哈希组合起来确保自定义类型支持==运算符,因为unordered_map需要判断键是否相等
基本上就这些。选择仿函数方式更灵活,特化std::hash更通用。根据你的使用场景决定哪种更适合。
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