具有自定义谓词的std :: unordered_set中的未定义行为

Question

我有一个std::unordered_set ，它应该存储指向存储在std::list中的值的指针。 这些值首先添加到列表中，然后将其指针插入到集合中。 该集合使用谓词来比较指针指向的值而不是地址。 这会产生不确定的行为。

这是一个最小的工作示例：

#include <unordered_set>
#include <iostream>
#include <string>
#include <list>

using namespace std;

template<typename T> struct set_hash {
  size_t operator()(const T* p) const noexcept {
    return reinterpret_cast<uintptr_t>(p);
  }
};
template<typename T> struct set_eq {
  bool operator()(const T* a, const T* b) const noexcept {
    std::cout << "*a["<<*a<<"] == *b["<<*b<<"] "
              << boolalpha << (*a == *b) << std::endl;
    return *a == *b;
  }
};

template<typename T> using set_t =
  std::unordered_set<const T*, set_hash<T>, set_eq<T>>;

int main()
{
  set_t<string> set;
  list<string> list{"a", "b", "a", "c", "a", "d"};

  for (auto& str : list) {
    set.insert(&str);
    cout << str << ' ';
  }
  cout << endl;

  for (auto p : set) cout << *p << ' ';
  cout << endl;

  string c("c");
  cout << **set.find(&c) << endl;

  return 0;
}

多次运行该程序后，我得到三个可能的输出：

a b a c a d 
d a c a b a 
Segmentation fault

a b a c a d 
d a c a b a 
*a[c] == *b[a] false
Segmentation fault

a b a c a d 
d a c a b a 
*a[c] == *b[c] true
c

我期望的输出是

a b a c a d 
a b c (not necessarily in this order)
c

带有*a[c] == *b[c] true ，具体取决于谓词被调用的次数。

我不明白是什么导致了不确定的行为。 我用gcc4.8.2，gcc4.9.1和gcc4.9.2得到了相同的结果。

Answer 1

问题在于散列函数对指针进行哈希处理，而比较函数对指针所指向的值进行比较。 因此，如果您有两个具有相同值的不同列表元素，则哈希函数将给出不同的哈希值（来自指针），而比较函数将比较相等。

哈希函数必须保持一致-它需要哈希值而不是指针。