如何在 C++0x 中组合哈希值？

Question

C++0x 添加hash<...>(...) 。

我找不到hash_combine函数，如boost 中所示。 实现这样的事情的最干净的方法是什么？ 也许，使用 C++0x xor_combine ？

Answer 1

好吧，就像 boost 人那样做：

template <class T>
inline void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v)
{
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
}

Answer 2

我将在此处分享它，因为它对寻找此解决方案的其他人很有用：从@KarlvonMoor答案开始，这是一个可变参数模板版本，如果您必须将多个值组合在一起，它的用法会更简洁：

inline void hash_combine(std::size_t& seed) { }

template <typename T, typename... Rest>
inline void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v, Rest... rest) {
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
    hash_combine(seed, rest...);
}

用法：

std::size_t h=0;
hash_combine(h, obj1, obj2, obj3);

这最初是为了实现可变参数宏而编写的，以便轻松使自定义类型可散列（我认为这是hash_combine函数的主要用途之一）：

#define MAKE_HASHABLE(type, ...) \
    namespace std {\
        template<> struct hash<type> {\
            std::size_t operator()(const type &t) const {\
                std::size_t ret = 0;\
                hash_combine(ret, __VA_ARGS__);\
                return ret;\
            }\
        };\
    }

用法：

struct SomeHashKey {
    std::string key1;
    std::string key2;
    bool key3;
};

MAKE_HASHABLE(SomeHashKey, t.key1, t.key2, t.key3)
// now you can use SomeHashKey as key of an std::unordered_map

Answer 3

几天前，我想出了这个答案的稍微改进的版本（需要 C++ 17 支持）：

template <typename T, typename... Rest>
void hashCombine(uint& seed, const T& v, Rest... rest)
{
    seed ^= ::qHash(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
    (hashCombine(seed, rest), ...);
}

上面的代码在代码生成方面更好。 我在我的代码中使用了 Qt 中的 qHash 函数，但也可以使用任何其他哈希器。

Answer 4

这也可以通过使用可变参数模板来解决，如下所示：

#include <functional>

template <typename...> struct hash;

template<typename T> 
struct hash<T> 
    : public std::hash<T>
{
    using std::hash<T>::hash;
};


template <typename T, typename... Rest>
struct hash<T, Rest...>
{
    inline std::size_t operator()(const T& v, const Rest&... rest) {
        std::size_t seed = hash<Rest...>{}(rest...);
        seed ^= hash<T>{}(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
        return seed;
    }
};

用法：

#include <string>

int main(int,char**)
{
    hash<int, float, double, std::string> hasher;
    std::size_t h = hasher(1, 0.2f, 2.0, "Hello World!");
}

当然可以创建一个模板函数，但这可能会导致一些讨厌的类型推导，例如hash("Hallo World!")将在指针上而不是在字符串上计算散列值。 这可能就是标准使用结构体的原因。

Answer 5

vt4a2h的答案当然很好，但使用 C++17 折叠表达式，并不是每个人都能轻松切换到更新的工具链。 下面的版本使用扩展器技巧来模拟折叠表达式，并且也适用于C++11和C++14 。

此外，我将函数标记为inline ，并对可变参数模板参数使用完美转发。

template <typename T, typename... Rest>
inline void hashCombine(std::size_t &seed, T const &v, Rest &&... rest) {
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
    (int[]){0, (hashCombine(seed, std::forward<Rest>(rest)), 0)...};
}

Compiler Explorer 上的实时示例

Answer 6

我真的很喜欢vt4a2h的答案中的 C++17 方法，但是它遇到了一个问题： Rest是按值传递的，而通过 const 引用传递它们会更可取（如果需要，这是必须的）可用于仅移动类型）。

这是仍然使用折叠表达式（这就是它需要 C++17 或更高版本的原因）并使用std::hash （而不是 Qt 哈希函数）的改编版本：

template <typename T, typename... Rest>
void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v, const Rest&... rest)
{
    seed ^= std::hash<T>{}(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
    (hash_combine(seed, rest), ...);
}

为完整起见：所有可用于此版本hash_combine必须具有注入std命名空间的hash 模板特化。

例子：

namespace std // Inject hash for B into std::
{
    template<> struct hash<B>
    {
        std::size_t operator()(B const& b) const noexcept
        {
            std::size_t h = 0;
            cgb::hash_combine(h, b.firstMember, b.secondMember, b.andSoOn);
            return h;
        }
    };
}

因此，上面示例中的类型B也可以在另一个类型A ，如下面的用法示例所示：

struct A
{
    std::string mString;
    int mInt;
    B mB;
    B* mPointer;
}

namespace std // Inject hash for A into std::
{
    template<> struct hash<A>
    {
        std::size_t operator()(A const& a) const noexcept
        {
            std::size_t h = 0;
            cgb::hash_combine(h,
                a.mString,
                a.mInt,
                a.mB, // calls the template specialization from above for B
                a.mPointer // does not call the template specialization but one for pointers from the standard template library
            );
            return h;
        }
    };
}

Answer 7

您可以使用我开发的第一个C++ 库来做到这一点：

#include "rst/stl/hash.h"

struct Point {
  Point(const int x, const int y) : x(x), y(y) {}

  int x = 0;
  int y = 0;
};

bool operator==(const Point lhs, const Point rhs) {
  return (lhs.x == rhs.x) && (lhs.y == rhs.y);
}

namespace std {

template <>
struct hash<Point> {
  size_t operator()(const Point point) const {
    return rst::HashCombine({point.x, point.y});
  }
};

}

Answer 8

Henri Menke的答案很有效，但如果您将警告视为错误，例如：

add_compile_options(-Werror)

GCC 9.3.0 会出现这个错误：

Test.h:223:67: error: ISO C++ forbids compound-literals [-Werror=pedantic]
  223 |     (int[]){0, (hashCombine(seed, std::forward<Rest>(rest)), 0)...};
      |                                                                  ^
cc1plus: all warnings being treated as errors

我们可以更新代码来避免这样的错误：

template <typename T, typename... Rest>
inline void hashCombine(std::size_t &seed, T const &v, Rest &&... rest) {
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= (hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2));
    int i[] = { 0, (hashCombine(seed, std::forward<Rest>(rest)), 0)... };
    (void)(i);
}