相同的密钥，std :: unordered_map的多个条目？

Question

我有一个地图插入多个值与C string类型相同的键。

我希望有一个具有指定键的条目。

然而，当唯一地识别密钥时，地图似乎将其地址考虑在内。

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

typedef char const* const MyKey;

/// @brief Hash function for StatementMap keys
///
/// Delegates to std::hash<std::string>.
struct MyMapHash {
public:
    size_t operator()(MyKey& key) const {
        return std::hash<std::string>{}(std::string(key));
    }
};

typedef std::unordered_map<MyKey, int, MyMapHash> MyMap;

int main()
{
    // Build std::strings to prevent optimizations on the addresses of
    // underlying C strings.
    std::string key1_s = "same";
    std::string key2_s = "same";
    MyKey key1 = key1_s.c_str();
    MyKey key2 = key2_s.c_str();

    // Make sure addresses are different.
    assert(key1 != key2);

    // Make sure hashes are identical.
    assert(MyMapHash{}(key1) == MyMapHash{}(key2));

    // Insert two values with the same key.
    MyMap map;
    map.insert({key1, 1});
    map.insert({key2, 2});

    // Make sure we find them in the map.
    auto it1 = map.find(key1);
    auto it2 = map.find(key2);
    assert(it1 != map.end());
    assert(it2 != map.end());

    // Get values.
    int value1 = it1->second;
    int value2 = it2->second;

    // The first one of any of these asserts fails. Why is there not only one
    // entry in the map?
    assert(value1 == value2);
    assert(map.size() == 1u);
}

调试器中的打印显示该映射在插入之后包含两个元素。

(gdb) p map
$4 = std::unordered_map with 2 elements = {
  [0x7fffffffda20 "same"] = 2,
  [0x7fffffffda00 "same"] = 1
}

如果委托给std::hash<std::string>的哈希函数只考虑它的值（这在代码中断言），为什么会发生这种情况呢？

此外，如果这是预期的行为，我如何使用带有C字符串的映射作为键，但使用1：1键值映射？

Answer 1

原因是哈希映射（如std::unordered_map ）不仅依赖于哈希函数来确定两个键是否相等。 哈希函数是第一个比较层，之后元素也总是按值进行比较。 原因是即使具有良好的散列函数，您可能会发生冲突，其中两个不同的键产生相同的散列值 - 但您仍然需要能够在散列映射中保存这两个条目。 有各种策略可以处理，您可以找到有关查找哈希映射的冲突解决方案的更多信息。

在您的示例中，两个条目具有相同的哈希值但值不同。 这些值只是通过标准比较函数进行比较，该函数比较不同的char*指针。 因此，值比较失败，您在地图中得到两个条目。 要解决您的问题，您还需要为哈希映射定义自定义相等函数，这可以通过为std::unordered_map指定第四个模板参数KeyEqual来完成。

Answer 2

这失败是因为unordered_map没有并且不能仅仅依赖于键的哈希函数来区分键，但它还必须将具有相同哈希的键与相等性进行比较。 比较两个char指针比较指向的地址。

如果要更改比较，除了哈希之外，还要将KeyEqual参数传递给映射。

struct MyKeyEqual
{
    bool operator()(MyKey const &lhs, MyKey const &rhs) const
    {
        return std::strcmp(lhs, rhs) == 0;
    }
};

Answer 3

unordered_map需要能够对密钥执行两个操作 - 检查相等性并获取哈希代码。 当然，允许两个不相等的密钥具有不同的哈希码。 发生这种情况时，无序映射应用哈希冲突解决策略将这些不等密钥视为不同。

这正是当你为键提供一个字符指针时发生的事情，并为它提供一个哈希的实现：指针的默认相等比较开始，所以两个不同的指针产生两个不同的键，即使相应的C的内容字符串是一样的。

您可以通过提供KeyEqual模板参数的自定义实现来修复它，以执行C字符串的实际比较，例如，通过调用strcmp ：

return !strcmp(lhsKey, rhsKey);

Answer 4

您没有定义键的映射，而是定义键的指针映射。

typedef char const* const MyKey;

编译器可以优化"name"的两个实例，并且只在const数据段中使用一个实例，但这可能发生与否。 Aka未定义的行为。

您的地图应包含密钥本身。 将密钥设为std::string或类似密钥。