C++ 以 char* 為鍵的 unordered_map

Question

嘗試使用以char*為鍵的容器unordered_map時，我感到筋疲力盡（在 Windows 上，我使用的是 VS 2010）。 我知道我必須為char*定義自己的比較 function ，它繼承自binary_function 。 以下是示例程序。

#include<unordered_map>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

template <class _Tp>  
struct my_equal_to : public binary_function<_Tp, _Tp, bool>  
{  
    bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const  
    { return strcmp( __x, __y ) == 0; }  
};

typedef unordered_map<char*, unsigned int, ::std::tr1::hash<char*>,  my_equal_to<char*> > my_unordered_map;
//typedef unordered_map<string, unsigned int > my_unordered_map;

my_unordered_map location_map;

int main(){
    char a[10] = "ab";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(a, 10));
    char b[10] = "abc";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(b, 20));

    char c[10] = "abc";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(c, 20));

    printf("map size: %d\n", location_map.size());
    my_unordered_map::iterator it;
    if ((it = location_map.find("abc")) != location_map.end())
    {
        printf("found!\n");
    }

    return 0;
} 

我兩次插入相同的 C 字符串abc並查找它。 第二次插入應該會失敗，unordered_map 中將只有一個abc 。 然而，output 大小是 3。似乎比較 function 在這里不能正常工作。

另外， find function還有一個奇怪的結果，多次運行程序，結果竟然有變化！ 有時會找到字符串abc ，而有時找不到abc ！

誰能幫我解決這個問題？ 非常感激您的幫忙！

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編輯：在我自己為char*定義了 hash function 之后，程序運行正常。 下面列出了完整的程序代碼。 謝謝你們。

#include<unordered_map>
#include <iostream>
using namespace std;

template <class _Tp>  
struct my_equal_to : public binary_function<_Tp, _Tp, bool>  
{  
    bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const  
    { return strcmp( __x, __y ) == 0; }  
};


struct Hash_Func{
    //BKDR hash algorithm
    int operator()(char * str)const
    {
        int seed = 131;//31  131 1313 13131131313 etc//
        int hash = 0;
        while(*str)
        {
            hash = (hash * seed) + (*str);
            str ++;
        }

        return hash & (0x7FFFFFFF);
    }
};

typedef unordered_map<char*, unsigned int, Hash_Func,  my_equal_to<char*> > my_unordered_map;


int main(){
    my_unordered_map location_map;

    char a[10] = "ab";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(a, 10));
    char b[10] = "abc";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(b, 20));

    char c[10] = "abc";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(c, 20));

    printf("map size: %d\n", location_map.size());
    my_unordered_map::iterator it;
    if ((it = location_map.find("abc")) != location_map.end())
    {
        printf("found!\n");
    }

    return 0;
}

注意：使用char * 作為 unordered_map 或其他 STL 容器的鍵類型可能是危險的，一個安全的方法（似乎是唯一的方法）是：在 main function， new或malloc一個塊（例如 c 字符串的數組) 在堆上並用 c 個字符串填充它。 將這 c 個字符串插入到 unordered_map 中。 memory 的分配塊在 main function 的末尾被釋放（通過delete或free ）。

Answer 1

比較器很好（盡管傳遞nullptr是未定義的，可能應該處理）

散列， ::std::tr1::hash<char*>散列指針，因此每個“abc”（通常）在另一個桶中

您需要編寫自己的哈希函數，以確保哈希（“abc”）始終給出相同的答案

現在 - 性能會很糟糕，但是哈希值會返回0 - 你應該看到第二個“abc”匹配第一個

根據評論 - 使用std::string簡化內存管理並提供庫支持的哈希和比較器，因此只需std::unordered_map<std::string, X> 。 這也意味着在刪除unordered map將為您釋放所有字符串。 您甚至可以安全地從堆棧上的char數組中實例化std::strings 。

如果您仍然想使用char *那么您仍然需要自己的比較器和散列，但是您可以使用std::shared_ptr為您管理內存（不要使用堆棧實例 - 執行new char[] ）然后您將有一個std::unordered_map<shared_ptr<char *>, X>但后來沒有內存泄漏的復雜情況。

如果你仍然想使用char *那么你就是在正確的軌道上，但是使用像purify或valgrind這樣的內存泄漏工具來確保你真正控制所有的內存管理是很重要的。 （這通常是任何項目的好主意）

最后，應避免全局變量。

Answer 2

像上面那樣使用char指針作為鍵幾乎肯定不是你想要做的。

STL容器處理存儲的值，在std::unordered_map<char *, unsigned int, ...> ，你正在處理指向c字符串的指針，這些字符串甚至可能在后續的插入/刪除檢查中都沒有。

請注意， my_unordered_map是一個全局變量，但您嘗試插入本地char數組a，b和c。 當插入的c字符串超出范圍時，你期望你的比較函數my_equal_to()到strcmp() ？ （您突然有鍵指向隨機垃圾，可以與新插入的未來值進行比較。）

重要的是，STL映射鍵是可復制的值，不能通過外部程序行為改變其含義。 您幾乎肯定會使用std::string或類似的鍵來表示您的鍵值，即使它們的構造乍一看對您來說也很浪費。

以下內容與您打算在上面工作的內容完全一致，並且非常安全：

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

using namespace std;

// STL containers use copy semantics, so don't use pointers for keys!!
typedef unordered_map<std::string, unsigned int> my_unordered_map;

my_unordered_map location_map;

int main() {
    char a[10] = "ab";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(a, 10));

    char b[10] = "abc";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(b, 20));

    char c[10] = "abc";
    location_map.insert(my_unordered_map::value_type(c, 20));

    cout << "map size: " << location_map.size() << endl;

    my_unordered_map::iterator it;
    if ((it = location_map.find("abc")) != location_map.end()) {
        cout << "found \"" << it->first << "\": " << it->second << endl;
    }

    return 0;
}

Answer 3

（現代 C++ 的答案，對於仍然絆倒這個問題的人）

現在，如果您使用C++17或更高版本，則可以使用std::string_view作為 unordered_map 中的鍵。

std::string_view 只保留對原始 char* 數據的引用而不是復制它，當您確定原始 char* 數據比 unordered_map 長時，允許您避免復制。

然而，與 char* 不同的是，std::string_view 實現了各種方法和運算符，如 std::hash，使其在更多地方有用。

std::unordered_map<std::string_view, unsigned int> my_map;
my_map["some literal"] = 123;
printf("%d\n", my_map["some literal"]);

在上面的代碼中，我只把字符串字面量放在map中，這是安全的。 將其他東西放入帶有 string_view 鍵的 map 時要小心 - 你有責任確保它們不會在地圖之前被摧毀！

Answer 4

當你定義諸如“abc”之類的東西時，它會被賦予一個const char *。 每次在程序中編寫“abc”時，都會有一個新的內存。 所以：

const char* x = "abc";
const char* y = "abc";
return x==y;

將永遠返回false，因為每次“abc”被寫入時都會記錄新的內存（抱歉，如果我聽起來有點重復）。