C ++中惯用的“保证唯一”标识符

Question

是否有一种惯用的C ++方法来保留和回收保证唯一的标识符？ 我的要求是：

1. 假设存在当前未保留的ID，则reserve_id（void）返回该ID。
2. 在不间断的reserve_id（）调用序列中， 不会返回两次单个标识符
3. 存在一个函数recycle（id_type） ，它将标识符返回给可用池。

例如，我看过Boost :: Uuid ，但是a）我看不到哪个文档断言两个UUID的保证唯一性b）我暂时只限于早期版本的Boost（1.40）。 如果这对于任务特别完美，我可以推动升级。

Answer 1

我认为你已经通过查找Boost :: Uuid解决了这个问题，除了你要求回收已经生成的标识符。

从您在问题中链接到的文档 ：

当UUID由其中一个定义的机制生成时，它们要么保证是唯一的，要么与所有其他生成的UUID不同（也就是说，它之前从未生成过，它永远不会再生成），或者极有可能是独一无二的（取决于机制）。

如果您一心想要回收并重新使用现有标识符，我想您可以维护一段时间内建立一个UUID池，只有在您需要时才会生成新UUID并发现池是空的。 但是我无法想象这会产生一个新的UUID。

编辑 ：你评论说你需要保证唯一性。 实际上，在以编程方式生成唯一标识符时，您永远不会得到一个。 实际上，您将生成的ID存储在具有有限大小的数据类型中，因此您可以生成的可能ID集也是有限的。 恕我直言，你能做到的最好的就是在容差阈值内模拟唯一性。

你可以这样做

• 使用一种技术可以使重复的UUID非常遥远（这就是Boost :: UUID会做的事情）;

• 在一些其他逻辑中包含高度可能要独特的UUID的生成，该逻辑在已生成的UUID列表中查找新生成的UUID，以消除新的UUID重复的微小机会。 显然，当您在列表中接近大量UUID时，这样做的实用性会降低。 你预计会产生多少？

• 如果你想要真正大量的唯一ID，比本机类型更大，你可以实现一种管理内存并进行必要数学运算的类型，只生成顺序ID，或者你也许可以使用像GNU Bignum这样的东西。 图书馆为你做。

Answer 2

身份证有多长？ 你真的需要回收它们，还是你可以永远与它们共存？ 你需要一次生成多少个？ 你可以将多少比特用于身份证？

这是一个简单的方法：拿你的以太网卡的mac地址（这是全局唯一的baring硬件问题），混合时间/日期（毫秒分辨率）和递增整数计数器（每生成一个id增加一次）你有一个id在时间/日期范围内是唯一的，只要你在这台机器上没有在一毫秒内生成它们的MAXINT。 现在它不是随机的，并且攻击者很容易预测，因此不要将它用于安全性，并且肯定不是最有效地使用比特，但它是全球唯一的。

Answer 3

你需要什么样的独特性？
在程序的生命周期中是唯一的，还是在多次运行/跨进程中是唯一的？

如果它是前者那么你可以只new一个内存字节然后使用该内存的地址作为你的标识符。 在您delete内存之前，这将保证是唯一的，此时它可以被回收。

这可以很容易地包含在这样的类中：

#include <stdint.h>

class UID
{
public:
        typedef uint64_t id_type;

        static const id_type reserve_id()
        {
                uint8_t* idBlock = new uint8_t;
                *idBlock = validId;
                return (id_type)idBlock;
        }

        static void recycle(id_type id)
        {
                uint8_t* idBlock = (uint8_t*)id;
                if (*idBlock == validId)
                {
                        *idBlock = 0;
                        delete idBlock;
                }
        }
private:
        static const uint8_t validId = 0x1D;
};

可能有点不寻常 ，但如果您只需要每个进程的唯一性，它就符合您的要求:)

Answer 4

是的，这很简单。

1. reserve_id函数是operator new(0) 。
2. 这会分配零字节，但具有唯一的地址。
3. recycle功能当然是operator delete

Answer 5

这个问题似乎与C ++没有关系，它更像是一个根本问题。 在任何给定时间预计有多少ID有效？ 如果您希望在任何给定时间都有很少的有效ID，只需将它们放在容器中，例如链表，矢量或集合，具体取决于您的性能要求和相对回收/保留频率。 排序的链表可能是最佳选择，因为您将在O（n）中同时具有循环和保留操作。 向量有O（n），O（n log n）和一个集合分别有O（n log n），O（n）（可能是错误的，我的想法很快）。

void recycle(ID) {
    container.remove(ID);
    // abort if unsuccessiful (= invalid ID)
}

ID reserve() {
    static ID last = 0;
    while(container.find(last)) {
        last++;
    }
    return last;
}